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通过管道流动的流体参数由空间阵列测量,该空间阵列具有沿管道不同轴向位置布置的8个传感器 每个压力传感器提供时域信号

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通过管道流动的流体参数由空间阵列测量,该空间阵列具有沿管道不同轴向位置布置的8个传感器 每个压力传感器提供时域信号

发布日期:2019-10-17 作者:开封东科流量仪表有限公司 点击:

说到方面的知识,很多没有接触过这个行业的客户应该都不会太了解,不过没有关系,智能涡街流量计厂家小编特意从一些专业厂家了解到了相关知识,下面就分享给大家。

 本文提出了一种高端流量测量仪——声纳流量监测系统。该系统使用管外带有缠绕通道的阵列聚偏氟乙烯压电薄膜传感器,以检测流体通过管壁时对流涡流产生的振动信号。  它是中国制造的高端自动仪器,受待测流体的温度和压力等流体特性参数的影响很小。  本文以一个实例介绍了声纳流量检测系统的关键处理步骤。  一种确定阵列信号孔径的方法  

 

1用于阵列信号处理的窗函数孔径计算

通过管道流动的流体参数由空间阵列测量,该空间阵列具有沿管道不同轴向位置布置的8个传感器  每个压力传感器提供时域信号,指示管道中相应轴向位置处的不稳定压力  来自每个压力传感器的时域信号被持续时间为d的时间窗分成几个时间窗段,然后这几个时间窗段被转换成几个频谱  时间窗口段可以重叠  时间窗口的持续时间d被调整以反映流体参数  

 

智能涡街流量计厂家

在特定实施例中,持续时间d被确定为至少两个传感器的空间阵列的孔径长度的函数  例如,持续时间D可以确定为:[/小时/]D=C(孔径)/u这里,C是常数,孔径是空间阵列的间隔,u是流体的平均流速  

 

另一方面,几个频谱的时间和频率范围被调整以反映流体参数  定义时间频率范围的最小和最大频率限制如下确定:这里,f min = C min u/δx和f max = C max u/δx,f max和f min分别是最大和最小频率限制,C max和C min是常数,δx是空间阵列中传感器的间距  流体的近似流速最初是通过粗略分割可能的流速范围来找到的,例如,每一个都比前一个大约高5%  对于每个步骤,选择一个频率范围进行分析,以避免空间混叠和共模噪声。  时域压力信号p1 (t)...pn (t)被提供作为快速傅立叶变换逻辑的输入,每个pn(t)被时间窗长度d和已知的窗函数(例如汉明窗、贝塞尔窗等)分成较短的时间。)  每个时间窗口段可以彼此独立或者可以重叠  

 

传感器的输入信号P 1 (t)、P 2 (t)…、或P 2 (t)由FFT逻辑酌情接收  输入信号的三个重叠时间窗口段,其持续时间d由窗口函数产生  使用大约50%的时间窗口重叠  可以设置为用户输入值  

 

沿阵列方向的所有传感器都被视为相干结构。为了满足检测分辨率要求,时间窗口需要具有足够的持续时间d,以确保一定量的流体流过传感器阵列。  描述这个持续时间的参数是:对于具有均匀间隔的传感器阵列,可以写出上面的公式:这里,n是传感器的数量;δx是传感器间隔,单位为英尺;u是平均流速。  那么以秒为单位的时间窗口持续时间d被设置成与该参数成比例:这里,c是一个常数  经验表明,碳含量应该在5%以上  

 

2 FFT处理

选择合适的孔径后,使用数字信号处理器(DSP)。在计算快速傅立叶变换时,为了计算效率,每个快速傅立叶变换中离散数据点的数量应该是2的幂(或者可以分为

)的最小素数。  在这种情况下,有必要满足上述窗口持续时间判断标准,同时优化快速傅立叶变换算法的性能,数字化数据,并且

根据上述d给出的分段使用窗口函数(与最近的整数数据点进行权衡)  然后,在快速傅立叶变换计算之前,时间窗口段被归零,等于

到下一个最高功率2  

 

例如,间隔6.7厘米的8个传感器阵列以4.096千赫采样,用于测量1米/秒至10米/秒的流体流速。  时间窗口段中离散数据点的数量以D×Fs表示,其中Fs是以赫兹为单位的采样频率  如果C=5,速度为1米/秒。  那么一个窗口中的点数是:

 

然后对每个9557点数据段使用适当的窗口函数  然后将窗口段归零,以包含16384个点(高于9557的下一个2次方),并计算快速傅立叶变换  

 

类似地,当计算出的流体流速为10m/sec时,计算出的时间窗号为956,并且时间窗段填充有0到1024个点  该方法还可以通过用零填充时间窗口段到大于2的下一个质因数(即3或4)的最高值(即1024 * 3 = 3072,其包含质因数2和3)来工作  这种变化的优点是保持快速傅立叶变换的效率,因为质因数很小,需要较少的填充   

以上就是智能涡街流量计厂家的小编要分享的全部内容,更多资讯请关注我们开封东科流量仪表有限公司的官方网站。如有业务需求也可以直接联系我们,感谢您的支持!


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