工業(yè)現(xiàn)場的強振動干擾一般為低頻干擾，每隔4抽取1個數(shù)據(jù)，將采樣頻率降至2500HZ，近似于實際應(yīng)用中50mm口徑氣體流量的渦街流量計設(shè)置的采樣頻率。用橡膠錘水平敲擊下游管道時，提取2048點沖擊瞬間傳感器的輸出數(shù)據(jù)。然后，分別對前400點和后1648點數(shù)據(jù)做頻域幅值譜分析。FFT的計算點數(shù)為2048點，數(shù)據(jù)量不夠的部分用零補齊。該瞬態(tài)沖擊的時域波形和頻域幅值譜的局部放大圖如圖4.3所示。
實驗平臺中的管道系統(tǒng)是一個由多個部件共同構(gòu)成的復(fù)雜的機械彈性系統(tǒng)。根據(jù)管道振動的理論分析，該系統(tǒng)具有多個自由度，因此，管道系統(tǒng)也具有多個共振固有頻率。當(dāng)敲擊沖擊力所激發(fā)的頻率與管道系統(tǒng)所具有的固有頻率相近或相等時，管道將產(chǎn)生機械共振，但由于激勵為瞬態(tài)，持續(xù)時間較短。隨后，管道系統(tǒng)受到固件束縛力的作用，機械共振將隨之衰減。管道系統(tǒng)承受的瞬態(tài)沖擊振動干擾屬于機械界面的接觸振動。機械界面在受到瞬態(tài)沖擊時，振動干擾都有一個共同的特性：干擾的幅值先突變，然后振蕩衰減。
由圖4.3所示的時域波形可知，受到瞬態(tài)沖擊力的影響，渦街流量傳感器輸出信號的幅值在敲擊起始時刻發(fā)生突變，但是，持續(xù)時間較短。敲擊沖擊力去除后，管道系統(tǒng)由于受到支架的束縛力作用，振動信號振蕩衰減，最終進入穩(wěn)定狀態(tài)。該時域波形的特性與上述機械彈性系統(tǒng)的特性相吻合。
由圖4.3所示的頻域幅值譜可知，在敲擊振動干擾下，渦街流量計傳感器輸出信號的幅值譜中具有多個干擾頻率分量，這些分量的峰值對應(yīng)的頻率分別就是管道系統(tǒng)的共振固有頻率。如果沖擊力過強，沖擊干擾分量的能量可能大于渦街流量信號的能量。此時，基于能量占優(yōu)原理的常規(guī)數(shù)字信號處理方法可能導(dǎo)致錯誤的結(jié)果。
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