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技术文章

旋进旋涡流量计信号处理原理


发布日期:2023-11-23 点击:274次
1.旋进旋涡流量计工作原理
  旋进旋涡流量计采用旋涡进动频率与流量相关的工作原理,如图1所示.旋涡发生器作用于流体,使流体绕中心旋转产生旋涡流,同时,流体旋转的切向速度分量会使流体沿管道轴线向前运动.旋涡流经过收缩段后得以加速,当旋涡流到达扩散段时,由于其速度突然减小导致压力上升,旋涡流中心的压力比周围小,从而产生回流,促使旋涡中心沿锥形螺旋线运动,形成旋涡进动现象,而流量计下游的消旋器阻止流体旋转.旋涡的进动频率与流量大小成正比.假设传感器探头测得的流量信号的频率为fu,旋进旋涡流量计的仪表系统为K,则待测流量Q符合如下规律:Q=fu/K.
 
2.信号特征分析
  对于正常情况下的旋进旋涡流量计信号可以近似为图2a),受到瞬态冲击振动流量计接收到的信号可以近似为带阻尼的振动信号,如图2b)所示.为了保证实时处理瞬态冲击振动信号,需要能找到两种信号明显不同的时域特征加以判别.
 
针对以上需求,可以从以下指标进行分析:
1)峰值:反映信号幅值极端变化的过程.
 
2)有效值:反映信号的平均能量.
 
3)峰值因子:信号峰值与有效值的比值,反映峰值在信号变化过程中的极端程度.
 
  对于正常情况下的正弦信号,其峰值因子固定为√2,而存在瞬态冲击振动情况时,旋进旋涡流量计信号的峰值因子与正常的信号至少相差一个数量级,根据上述时域特征的明显不同,可以对实际环境中的瞬态冲击振动加以判别.
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