基于频率方差与幅值相结合的涡街流量计抗振动方法及实现

发布时间：2024-03-03 07:13

　　在众多流量仪表中,涡街流量计能够测量液体、气体和饱和蒸汽等多种介质的流量,应用广泛。涡街流量计是基于流体振动原理进行流量测量的。在实际应用过程中,涡街流量计特别容易受到管道振动干扰的影响,即当管道上存在振动干扰时,涡街流量传感器的输出信号中不仅包含流量信号,还包含管道振动干扰信号。若其中的管道振动干扰能量大于流量信号能量,即管道上存在强管道振动干扰时,常规的按照能量占优原则的信号处理算法会将振动噪声的频率提取为流量信号的频率,造成测量错误。搭建了涡街流量计抗强振动干扰实验平台,并采集大量的流量信号、振动干扰信号以及同频信号(流量信号与振动干扰的频率相同或相近时,涡街流量传感器输出的信号)的实验数据。分析涡街流量传感器输出信号的频率方差特性,同时,分析涡街流量传感器输出信号的频谱幅值的特点以及管道振动干扰对流量信号频谱幅值的影响。提出了频率方差计算与幅值运算相结合的涡街流量计抗强管道振动方法。该方法首先计算频率方差,并对方差值进行处理;进行幅值运算;结合频率方差和幅值运算的结果从含有强振动干扰的信号中提取出流量信号的频率。这样既充分利用信号的频率信息的同时,又利用信号的幅值信息估计流量信...

【文章页数】：101 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
Abstract
第一章 综述
    1.1 研究背景及意义
    1.2 涡街流量计的测量原理
        1.2.1 卡门涡街原理
        1.2.2 应力式涡街流量计的工作原理
    1.3 管道振动干扰分析
    1.4 国内外研究现状
    1.5 本文的主要研究内容
第二章 涡街流量传感器输出信号分析
    2.1 涡街流量计强管道振动干扰实验
    2.2 涡街流量传感器输出信号的频率方差分析
    2.3 涡街流量传感器输出信号的频谱幅值分析
        2.3.1 流量信号的频谱幅值的特点
        2.3.2 管道振动干扰的频谱幅值的特点
        2.3.3 同频信号的频谱幅值的特点
        2.3.4 管道振动干扰对流量信号的频谱幅值的影响
    2.4 本章小结
第三章 抗管道振动干扰算法的研究
    3.1 算法原理
    3.2 算法流程
    3.3 计算频率方差
        3.3.1 判断峰值频率是否跳变
        3.3.2 峰值频率个数可变的方法计算频率方差
        3.3.3 处理方差的计算结果
    3.4 幅值运算
        3.4.1 计算幅值比消除振动谐波干扰
        3.4.2 计算幅值差值解决同频信号的测量问题
    3.5 本章小结
第四章 低功耗数字信号处理系统的研制
    4.1 硬件研制
    4.2 软件研制
    4.3 本章小结
第五章 验证实验
    5.1 气体标定实验
        5.1.1 气体标定实验设备
        5.1.2 气体标定实验过程
        5.1.3 气体标定实验结果
    5.2 抗管道振动干扰实验
        5.2.1 抗管道振动干扰实验设备
        5.2.2 抗管道振动干扰实验过程
        5.2.3 抗管道振动干扰实验结果
    5.3 功耗测试实验
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间的学术活动及成果清单



本文编号：3917427