不同标定方法的涡街流量计的频率变化比较
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今天给大家浅析一下关于不同标定方法的涡街流量计的频率变化比较,供大家参考,希望对大家的工作和学习有所帮助。
为了解决涡旋流量计容易受到强烈的周期性振动干扰的关键问题,找出了涡流传感器输出的涡流信号的波动差异,周期性的振动干扰和相同频率的信号。提出了一种基于频率差异的单传感器抗振动算法,并验证了基于频率差异的抗振动方法的有效性。频率方差算法的处理流程如下:(1)计算m FFT并提取与每个振幅谱中的n个有效峰值相对应的峰值频率; (2)校正每个峰值频率以获得NXM频率估算值; (3)计算n个组的m个频率估计的方差; (4)选择最大频率方差并保存相应的频率估计FM; (5)如果Kmax大于方差阈值Vth,则FM为流量信号的频率;否则,就意味着没有流动。样本数量越大,方差值就越能反映信号波动的真实规律。在本章中,m = 30次。通过测试大量的实验数据,可以看出,50mm口径涡街流量计输出的涡流信号的频率方差一般不小于0.02。因此,将VTH设置为0.02。
频率方差法需要尽可能避免校正误差,如图3.4所示。但是,当周期性振动的能量较大时,涡街流量传感器的输出信号已饱和,或者振动的基频较低(10Hz〜50Hz),这些情况容易引起谐波干扰。如果振动基频或谐波干扰的SNR低,且干扰频率接近采样周期的整数倍,则采用RWAR校正方法很容易误判校正方向,最终会影响频率的可靠性。方差法,如图3.19所示。这也是实验结果中振动能量不能继续增加的主要限制因素。
当没有流动时,如图3.17所示的振动台会提供30Hz的水平周期性振动干扰,振动幅度为0.6mm。 使用示波器收集涡街流量计传感器的输出信号。 此时,输出信号的时域波形和频域幅度谱的局部放大图如图3.18所示。 采样频率为2500Hz,采样时间为10s,FFT点为2048。根据图3.18(b),基波的真实频率为30Hz,峰值频率为30.52Hz。 二次谐波的真实频率为60Hz,峰值频率为59.81Hz。
基于10S采样数据,计算了69个FFT。 RWAR方法和RWBWFCR方法用于估计二次谐波峰值的频率。 分别计算30个相邻频率估算值中每个估算值的方差。 图3.19显示了使用不同方法进行校正时获得的频率方差的比较。 从图3.19中可以看出:(1)由于RWAR校正方法的抗噪能量差,因此错误地确定了校正方向。 频率估计的误差增加了,谐波干扰的方差超过了最终的频率方差法,谐波干扰被误认为是流动频率,从而影响了涡街流量计的测量精度。 (2)RWBWFCR校正方法具有很强的抗噪能力,真实地反映了干扰信号波动小的规律,保证了频率方差法的可靠性。
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