欢迎进入江苏西源仪表科技有限公司网站!

联系我们

全国服务热线:

15312328893

江苏西源仪表科技有限公司

地址:江苏省淮安市金湖县戴楼工业园

电话:0517-86888205

传真:0517-86888206

手机:15312328893

邮箱:ldcr_1988@163.com

联系人:于洋

新闻资讯

利用FFT相位判别来消除流场脉动干扰对旋进旋涡流量计测量影响的方法

2019-11-05    

提出了利用FFT相位判别来消除流场脉动干扰对旋进旋涡流量计测量影响的方法,研究了流体脉动对旋进旋涡流量计旋进旋涡效应特性的影响,在流量计实验装置上对50mm口径旋进旋涡流量计进行了实验研究。实验表明:流体脉动干扰压力与旋进旋涡效应的脉动压力间存在线性迭加关系以及流场脉动干扰使旋进旋涡流量计传感器输出产生主频移动现象。数值实验表明了本方法的有效性。
本文就流场干扰对旋进旋涡流量计流场进动效应的影响进行了实验研究。明确了流体脉动干扰压力与旋进旋涡效应的脉动压力的线性迭加关系以及流场脉动干扰使旋进旋涡流量计传感器输出产生主频移动现象;并且对旋进旋涡有效信号和脉动干扰信号进行相位分析,得出对称轴线旋进旋涡有效信号具有接近180°相位差,而流体脉动干扰信号接近0°相位差的结论。分析了现在采用的数字信号频率提取和对称差分信号处理的缺点,在此基础上提出基于FFT相位判别的旋进旋涡流量计抗流场脉动干扰方法,并给出仿真结果。
2 旋进旋涡流量计的原理[1~4]
旋进旋涡流量计是通过测量流体的旋进旋涡效应脉动压力频率来得到流体体积的流量计。图1为旋进旋涡流量计的原理图。
3 流场脉动干扰对旋进旋涡流量计测量影响实验研究
3.1 实验测试系统
3.2 实验条件
3.3 实验结果及讨论
为研究流场脉动对旋进旋涡流量计测量的影响,分别对脉动流在直管道中的传播特性及脉动流场中旋进旋涡流量计测量特性进行实验研究。
3.3.1 脉动流管道传播特性实验
图3为脉动流管道传播实验示意图。对称于轴线安装两个传感器,以便于了解对称于轴线两侧的流体脉动流特性。
图4,图5是典型的同一扰动频率下不同流量脉动流管道传播特性曲线(图中Q是流量,fd是流场干扰模拟装置扰动频率)。脉动流管道传播基本特性与扰动频率无关。
从实验结果可以得出以下结论:
(1)在相同扰动频率下,不同流量的流体压力脉动是不相同的,但其频域主频是相同的,幅值随流量的增加而增大。在同一流量下,对称轴线两侧的压力脉动的相差接近于零,而且波动的强度相近。
(2)管道的压力脉动频率和扰动的频率是不一样的,管道流压力脉动频率高于扰动频率。这是由于流体压力的扰动和管道耦合作用所产生流体波动的频率高于扰动的频率。
3.3.2 旋进旋涡流量计均匀流、脉动流实验
图6为旋进旋涡流量计均匀流、脉动流测量示意图,对称于轴线安装两个传感器,以便于了解对称于轴线两侧的旋进旋涡特性。
从上面的实验结果可以看出:
流体脉动干扰会使旋进旋涡流量计脉动流的测量发生移频现象,这一现象主要出现在流量比较小的情况下。频率移动的程度随扰动频率的提高而增强,*大的偏差可达500%左右。故在此种情况下通过数字信号处理提取频率信号将失效,无法得到正确的流量。移频现象所对应的频率是流体脉动干扰所产生的压力脉动频率。