摘要(yao)：渦街(jie)流量(liang)計 抗(kang)管道(dao)振動(dong)性能(neng)，将數(shu)字陷(xian)波技(ji)術應(ying)用于(yu)傳統(tong)應力(li)式渦(wo)💘街流(liu)量計(ji)，并進(jin)行了(le)0.5g以下(xia)振動(dong)加速(su)度試(shi)驗，結(jie)果表(biao)明該(gai)方💯法(fa)在0.2g及(ji)以☎️下(xia)振動(dong)加速(su)度情(qing)況下(xia)可有(you)效改(gai)善渦(wo)街流(liu)量計(ji)抗管(guan)道振(zhen)動性(xing)能。
0引(yin)言
　　渦(wo)街流(liu)量計(ji)因其(qi)介質(zhi)适應(ying)性強(qiang)、無可(ke)動部(bu)件、結(jie)構簡(jian)單、可(ke)靠性(xing)高等(deng)特點(dian)而被(bei)廣泛(fan)使用(yong)。而渦(wo)街流(liu)量計(ji)是🙇‍♀️利(li)用流(liu)體經(jing)過旋(xuan)渦發(fa)生體(ti)後産(chan)生的(de)振動(dong)進行(hang)流量(liang)測量(liang)的，在(zai)管道(dao)振動(dong)的情(qing)況下(xia)，渦街(jie)流量(liang)計無(wu)法正(zheng)常使(shi)用［1-5］。
　　以(yi)國内(nei)外應(ying)用最(zui)爲廣(guang)泛的(de)應力(li)式渦(wo)街流(liu)量計(ji)爲基(ji)🛀🏻礎👨‍❤️‍👨，将(jiang)🌍數❤️字(zi)陷波(bo)技術(shu)應用(yong)于其(qi)數字(zi)信号(hao)處理(li)單元(yuan)，并在(zai)氣🆚體(ti)流量(liang)管✉️道(dao)振動(dong)試驗(yan)裝置(zhi)上，在(zai)相同(tong)流♊速(su)範圍(wei)内相(xiang)同振(zhen)動頻(pin)率不(bu)同振(zhen)動加(jia)速度(du)的管(guan)道振(zhen)動，渦(wo)街流(liu)量計(ji)在管(guan)道振(zhen)動條(tiao)件下(xia)的抗(kang)振性(xing)能。
1數(shu)字陷(xian)波
　　在(zai)振動(dong)信号(hao)分析(xi)處理(li)中，數(shu)字濾(lü)波是(shi)通過(guo)數學(xue)運算(suan)從所(suo)采集(ji)的離(li)散信(xin)号中(zhong)選取(qu)人們(men)所感(gan)興趣(qu)的一(yi)部分(fen)信⛹🏻‍♀️号(hao)的☂️處(chu)理方(fang)法🙇‍♀️。
　　數(shu)字陷(xian)波是(shi)數字(zi)濾波(bo)的一(yi)種，通(tong)過數(shu)學運(yun)算從(cong)所采(cai)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼集的(de)離散(san)信号(hao)中濾(lü)除非(fei)期望(wang)信号(hao)的處(chu)理方(fang)法，也(ye)稱爲(wei)梳狀(zhuang)濾波(bo)。它的(de)主要(yao)作用(yong)有濾(lü)除測(ce)試信(xin)号🌂中(zhong)的噪(zao)🏃🏻‍♂️聲或(huo)虛假(jia)成分(fen)、提高(gao)信噪(zao)比、抑(yi)☁️制幹(gan)擾信(xin)号、分(fen)離頻(pin)率分(fen)量等(deng)。用🏃🏻軟(ruan)件實(shi)現數(shu)字陷(xian)波的(de)優點(dian)是系(xi)統函(han)數具(ju)有可(ke)變性(xing)，僅依(yi)賴于(yu)算法(fa)結構(gou)，并易(yi)于獲(huo)得較(jiao)理想(xiang)的濾(lü)波性(xing)能。陷(xian)波器(qi)設計(ji)的目(mu)的是(shi)濾去(qu)一定(ding)範圍(wei)的頻(pin)率幹(gan)擾，但(dan)在濾(lü)波過(guo)程中(zhong)要求(qiu)基本(ben)不改(gai)變其(qi)他頻(pin)率成(cheng)分，因(yin)此，要(yao)求陷(xian)🍓波濾(lü)波器(qi)的頻(pin)率響(xiang)應如(ru)式（1）所(suo)示。

　　一(yi)個理(li)想的(de)點阻(zu)陷波(bo)濾波(bo)器的(de)頻率(lü)響應(ying)要在(zai)消🧑🏽‍🤝‍🧑🏻除(chu)的信(xin)📧号頻(pin)📧率點(dian)處，其(qi)值等(deng)于零(ling)；而在(zai)其他(ta)頻率(lü)處，其(qi)值不(bu)爲零(ling)，且要(yao)等🏃‍♀️于(yu)1，其頻(pin)率響(xiang)應特(te)性如(ru)圖1所(suo)示。

　　數(shu)字濾(lü)波的(de)頻域(yu)方法(fa)是利(li)用ＦＦＴ快(kuai)速算(suan)法對(dui)輸入(ru)信号(hao)🏃🏻‍♂️采樣(yang)數據(ju)進行(hang)離散(san)傅裏(li)葉變(bian)換，分(fen)析其(qi)頻譜(pu)，根💜據(ju)濾波(bo)要求(qiu)，将需(xu)要濾(lü)除的(de)頻率(lü)部分(fen)直接(jie)設置(zhi)成零(ling)或加(jia)漸變(bian)過渡(du)頻帶(dai)後再(zai)設🙇‍♀️置(zhi)成零(ling)的方(fang)法［６］。将(jiang)陷波(bo)器的(de)設計(ji)思想(xiang)與❓數(shu)字濾(lü)波的(de)頻域(yu)方🧑🏽‍🤝‍🧑🏻法(fa)相結(jie)合👌，即(ji)本文(wen)采用(yong)的數(shu)字陷(xian)波的(de)頻域(yu)方法(fa)。
2試驗(yan)裝置(zhi)
　　氣體(ti)流量(liang)管道(dao)振動(dong)試驗(yan)裝置(zhi)結構(gou)圖如(ru)圖2所(suo)示。爲(wei)得到(dao)壓力(li)較穩(wen)定的(de)氣流(liu)，空氣(qi)壓縮(suo)機将(jiang)大氣(qi)中的(de)空氣(qi)壓縮(suo)，注入(ru)至穩(wen)壓儲(chu)氣罐(guan)，高溫(wen)壓縮(suo)空氣(qi)經過(guo)冷幹(gan)機冷(leng)卻除(chu)濕後(hou)，得到(dao)的純(chun)淨氣(qi)體先(xian)後流(liu)經氣(qi)路總(zong)閥、氣(qi)動調(diao)節閥(fa)、 渦輪(lun)流量(liang)計 （标(biao)準表(biao)）、渦街(jie)流量(liang)計（被(bei)校表(biao)）後，最(zui)終通(tong)向大(da)氣。選(xuan)擇了(le)😍具有(you)頻率(lü)調節(jie)（1~400Hｚ）、簡易(yi)調整(zheng)加速(su)度（＜20ｇ）/振(zhen)幅、輸(shu)出正(zheng)弦🔆類(lei)波形(xing)等功(gong)能的(de)振動(dong)台，将(jiang)氣體(ti)管道(dao)固定(ding)在振(zhen)動台(tai)上，從(cong)而實(shi)現設(she)定頻(pin)率下(xia)不同(tong)振動(dong)加速(su)度的(de)管道(dao)振動(dong)［4］。

　　采用(yong)标準(zhun)表法(fa)标定(ding)被測(ce)渦街(jie)流量(liang)計的(de)儀表(biao)系數(shu)，即由(you)渦輪(lun)流量(liang)計測(ce)得的(de)流量(liang)值、渦(wo)輪流(liu)量計(ji)表前(qian)壓力(li)變送(song)器測(ce)得的(de)壓力(li)值及(ji)渦街(jie)流量(liang)計表(biao)前壓(ya)力變(bian)送器(qi)測得(de)的壓(ya)力值(zhi)便可(ke)換算(suan)得🔞到(dao)流經(jing)被測(ce)渦街(jie)流量(liang)計的(de)體積(ji)流量(liang)（管路(lu)中氣(qi)體溫(wen)度變(bian)化很(hen)㊙️小，忽(hu)略不(bu)計）。标(biao)準表(biao)渦輪(lun)流量(liang)計的(de)最大(da)允許(xu)誤差(cha)爲±1％，内(nei)徑爲(wei)50mm，流👅量(liang)範圍(wei)爲5~100m3/h；兩(liang)個壓(ya)🔞力變(bian)送器(qi)的最(zui)⚽大允(yun)許誤(wu)差均(jun)爲±2％。
3管(guan)道振(zhen)動試(shi)驗及(ji)數據(ju)分析(xi)
　　分别(bie)在5，7.5，11，15.5，20.5m/s五(wu)個流(liu)速，施(shi)加豎(shu)直方(fang)向振(zhen)動，在(zai)振動(dong)頻率(lü)40Hｚ，振動(dong)的加(jia)速度(du)分别(bie)爲0.05g，0.1g，0.2g，0.5g的(de)條件(jian)下對(dui)普通(tong)應力(li)式模(mo)拟渦(wo)街流(liu)量計(ji)和應(ying)用數(shu)字陷(xian)波技(ji)術的(de)渦街(jie)流量(liang)計在(zai)圖2所(suo)示的(de)氣體(ti)管道(dao)振動(dong)試驗(yan)裝置(zhi)上進(jin)行管(guan)道振(zhen)動試(shi)驗。
　　普(pu)通應(ying)力式(shi)模拟(ni)渦街(jie)流量(liang)計試(shi)驗數(shu)據如(ru)表1所(suo)示，相(xiang)對誤(wu)差曲(qu)♉線如(ru)圖3所(suo)示。應(ying)用數(shu)字陷(xian)波技(ji)術的(de)渦街(jie)流量(liang)計🐆試(shi)驗數(shu)據如(ru)表2所(suo)示，相(xiang)對誤(wu)差曲(qu)線如(ru)圖4所(suo)示。
表(biao)1模拟(ni)渦街(jie)流量(liang)計抗(kang)管道(dao)振動(dong)試驗(yan)結果(guo)


表2應(ying)用數(shu)學陷(xian)波技(ji)術的(de)渦街(jie)流量(liang)計抗(kang)管道(dao)振動(dong)試驗(yan)結果(guo)🔞



　　由試(shi)驗數(shu)據及(ji)相對(dui)誤差(cha)曲線(xian)可以(yi)看出(chu)，普通(tong)模拟(ni)渦街(jie)流量(liang)計抗(kang)管道(dao)振動(dong)的性(xing)能很(hen)差，不(bu)考慮(lü)其下(xia)限流(liu)速，振(zhen)🐉動頻(pin)✂️率爲(wei)40Hｚ時隻(zhi)能在(zai)0.05g管道(dao)振動(dong)加速(su)度的(de)情況(kuang)下正(zheng)常工(gong)😍作。

　　數(shu)字陷(xian)波技(ji)術的(de)渦街(jie)流量(liang)計與(yu)普通(tong)的模(mo)拟渦(wo)街流(liu)量計(ji)🔞相比(bi)🌍，抗振(zhen)性能(neng)大大(da)提高(gao)（最低(di)流速(su)點0.5g振(zhen)動✌️加(jia)速度(du)情況(kuang)除🈚外(wai)）。圖中(zhong)，在流(liu)速爲(wei)5m/s時，數(shu)字渦(wo)街流(liu)量計(ji)在40Hｚ、0.5g振(zhen)🌈動加(jia)速度(du)的情(qing)🤞況下(xia)，相對(dui)誤差(cha)達到(dao)38.57％。由表(biao)2數據(ju)可以(yi)看出(chu)，出現(xian)該問(wen)題的(de)原👣因(yin)并非(fei)由40Hｚ的(de)振動(dong)信号(hao)造成(cheng)，而是(shi)😄由振(zhen)動信(xin)号的(de)三倍(bei)頻信(xin)号造(zao)成的(de)。出🈲現(xian)倍頻(pin)信号(hao)的原(yuan)因可(ke)以歸(gui)結爲(wei)兩個(ge)方面(mian)：1）施振(zhen)裝置(zhi)本身(shen)産生(sheng)的振(zhen)🍓動信(xin)号并(bing)不是(shi)純淨(jing)的，其(qi)中夾(jia)雜着(zhe)設定(ding)頻率(lü)振動(dong)信⛹🏻‍♀️号(hao)的倍(bei)頻信(xin)号；2）管(guan)道的(de)安裝(zhuang)、連接(jie)過程(cheng)中，螺(luo)絲的(de)松動(dong)、不平(ping)衡、不(bu)對中(zhong)等都(dou)會使(shi)系統(tong)産生(sheng)倍頻(pin)現象(xiang)［7］。
　　除了(le)最低(di)流速(su)點處(chu)于0.5g振(zhen)動加(jia)速度(du)的情(qing)況之(zhi)外，數(shu)字陷(xian)波❗技(ji)術的(de)渦街(jie)流量(liang)計達(da)到了(le)抗0.5g振(zhen)動加(jia)速度(du)📞的抗(kang)振水(shui)👉平。
4小(xiao)結
　　将(jiang)數字(zi)陷波(bo)技術(shu)應用(yong)于被(bei)廣泛(fan)使用(yong)的應(ying)力式(shi)模拟(ni)渦街(jie)流🈲量(liang)計，對(dui)其進(jin)行管(guan)道振(zhen)動條(tiao)件下(xia)的測(ce)量，與(yu)普通(tong)的模(mo)拟渦(wo)街❓流(liu)量💞計(ji)相比(bi)，抗振(zhen)性能(neng)大大(da)提高(gao)。由試(shi)驗數(shu)據可(ke)以看(kan)出，在(zai)應用(yong)數字(zi)陷波(bo)技術(shu)時，不(bu)僅需(xu)要考(kao)慮濾(lü)除振(zhen)動信(xin)号，還(hai)應考(kao)慮濾(lü)除振(zhen)動❌信(xin)号的(de)倍頻(pin)信号(hao)，才能(neng)更大(da)範圍(wei)地拓(tuo)展渦(wo)街流(liu)量計(ji)的應(ying)用領(ling)域。

以(yi)上内(nei)容來(lai)源于(yu)網絡(luo)，如有(you)侵權(quan)請聯(lian)系即(ji)删除(chu)!