渦街流量計(jì)信號(hào)數(shù)學(xué)模型的建立分為三個(gè)階段：(1)分析特征變量的特點(diǎn)；(2)提取特征變量的規(guī)律;(3)建立數(shù)學(xué)模型并驗(yàn)證。
本節(jié)用于分析的渦街流量信號(hào)的數(shù)據(jù)都是在只有流量、沒有周期振動(dòng)干擾的情況下采集得到的。在沒有管道周期振動(dòng)干擾時(shí)，渦街流量傳感器的輸出信號(hào)頻率體現(xiàn)的是流體介質(zhì)經(jīng)過旋渦發(fā)生體后產(chǎn)生漩渦的脫離頻率。理想狀態(tài)下，流場(chǎng)是穩(wěn)定的，壓電傳感器輸出的渦街流量信號(hào)是正弦波。但是，在實(shí)際工作中，流體介質(zhì)由于受到管道內(nèi)部紊流、脈動(dòng)和流場(chǎng)不穩(wěn)等影響，
渦街流量信號(hào)的實(shí)際頻率和幅值都會(huì)在真實(shí)值附近擺動(dòng)，此時(shí)，渦街流量信號(hào)不再是規(guī)則的正弦波。下面以約為65HZ的渦街流量信號(hào)為例，說明計(jì)算信號(hào)的幅值序列和頻率序列的步驟：(1)鼓風(fēng)機(jī)給定約對(duì)應(yīng)于渦街流量傳感器輸出的為65HZ的氣體流量，設(shè)置采樣頻率為10KHZ，采集10S的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。對(duì)于100K點(diǎn)濾波后的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，包含654個(gè)正弦周期。(2)通過比較其幅值的大小來查找每個(gè)周期的波峰，波峰值即為信號(hào)幅值，得到654個(gè)信號(hào)幅值。(3)帶通濾波器具有一定的收斂過程，因此，開始幾個(gè)正弦周期的數(shù)據(jù)不可用，保留后647點(diǎn)信號(hào)幅值的數(shù)據(jù)。每相鄰兩點(diǎn)用直線連接組成圖2.7所示的幅值序列(上圖)。 (4)時(shí)域波形中，每個(gè)信號(hào)峰值對(duì)應(yīng)一個(gè)采樣時(shí)間點(diǎn)，計(jì)算相鄰峰值間隔時(shí)間作為周期估計(jì)，進(jìn)而估算出646個(gè)信號(hào)頻率，組成圖2.7所示的頻率序列(下圖)。
由圖2.7可知，渦街流量計(jì)信號(hào)的頻率和幅值序列可近似看作平穩(wěn)隨機(jī)序列，且波動(dòng)幅度較大。 |
