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技術文章

旋進旋渦流量計信號處理原理


發布日期:2023-11-23 點擊:212次
1.旋進旋渦流量計工作原理
  旋進旋渦流量計采用旋渦進動頻率與流量相關的工作原理,如圖1所示.旋渦發生器作用于流體,使流體繞中心旋轉產生旋渦流,同時,流體旋轉的切向速度分量會使流體沿管道軸線向前運動.旋渦流經過收縮段后得以加速,當旋渦流到達擴散段時,由于其速度突然減小導致壓力上升,旋渦流中心的壓力比周圍小,從而產生回流,促使旋渦中心沿錐形螺旋線運動,形成旋渦進動現象,而流量計下游的消旋器阻止流體旋轉.旋渦的進動頻率與流量大小成正比.假設傳感器探頭測得的流量信號的頻率為fu,旋進旋渦流量計的儀表系統為K,則待測流量Q符合如下規律:Q=fu/K.
 
2.信號特征分析
  對于正常情況下的旋進旋渦流量計信號可以近似為圖2a),受到瞬態沖擊振動流量計接收到的信號可以近似為帶阻尼的振動信號,如圖2b)所示.為了保證實時處理瞬態沖擊振動信號,需要能找到兩種信號明顯不同的時域特征加以判別.
 
針對以上需求,可以從以下指標進行分析:
1)峰值:反映信號幅值極端變化的過程.
 
2)有效值:反映信號的平均能量.
 
3)峰值因子:信號峰值與有效值的比值,反映峰值在信號變化過程中的極端程度.
 
  對于正常情況下的正弦信號,其峰值因子固定為√2,而存在瞬態沖擊振動情況時,旋進旋渦流量計信號的峰值因子與正常的信號至少相差一個數量級,根據上述時域特征的明顯不同,可以對實際環境中的瞬態沖擊振動加以判別.
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