不同標定方法的渦街流量計的頻率變化比較

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今天給大家淺析一下關于不同標定方法的渦街流量計的頻率變化比較，供大家參考，希望對大家的工作和學習有所幫助。
為了解決渦旋流量計容易受到強烈的周期性振動干擾的關鍵問題，找出了渦流傳感器輸出的渦流信號的波動差異，周期性的振動干擾和相同頻率的信號。提出了一種基于頻率差異的單傳感器抗振動算法，并驗證了基于頻率差異的抗振動方法的有效性。頻率方差算法的處理流程如下：（1）計算m FFT并提取與每個振幅譜中的n個有效峰值相對應的峰值頻率；（2）校正每個峰值頻率以獲得NXM頻率估算值；（3）計算n個組的m個頻率估計的方差；（4）選擇最大頻率方差并保存相應的頻率估計FM；（5）如果Kmax大于方差閾值Vth，則FM為流量信號的頻率；否則，就意味著沒有流動。樣本數量越大，方差值就越能反映信號波動的真實規律。在本章中，m = 30次。通過測試大量的實驗數據，可以看出，50mm口徑渦街流量計輸出的渦流信號的頻率方差一般不小于0.02。因此，將VTH設置為0.02。

頻率方差法需要盡可能避免校正誤差，如圖3.4所示。但是，當周期性振動的能量較大時，渦街流量傳感器的輸出信號已飽和，或者振動的基頻較低（10Hz〜50Hz），這些情況容易引起諧波干擾。如果振動基頻或諧波干擾的SNR低，且干擾頻率接近采樣周期的整數倍，則采用RWAR校正方法很容易誤判校正方向，最終會影響頻率的可靠性。方差法，如圖3.19所示。這也是實驗結果中振動能量不能繼續增加的主要限制因素。
當沒有流動時，如圖3.17所示的振動臺會提供30Hz的水平周期性振動干擾，振動幅度為0.6mm。使用示波器收集渦街流量計傳感器的輸出信號。此時，輸出信號的時域波形和頻域幅度譜的局部放大圖如圖3.18所示。采樣頻率為2500Hz，采樣時間為10s，FFT點為2048。根據圖3.18（b），基波的真實頻率為30Hz，峰值頻率為30.52Hz。二次諧波的真實頻率為60Hz，峰值頻率為59.81Hz。

基于10S采樣數據，計算了69個FFT。 RWAR方法和RWBWFCR方法用于估計二次諧波峰值的頻率。分別計算30個相鄰頻率估算值中每個估算值的方差。圖3.19顯示了使用不同方法進行校正時獲得的頻率方差的比較。從圖3.19中可以看出：（1）由于RWAR校正方法的抗噪能量差，因此錯誤地確定了校正方向。頻率估計的誤差增加了，諧波干擾的方差超過了最終的頻率方差法，諧波干擾被誤認為是流動頻率，從而影響了渦街流量計的測量精度。（2）RWBWFCR校正方法具有很強的抗噪能力，真實地反映了干擾信號波動小的規律，保證了頻率方差法的可靠性。