基于隨機共振的渦街流量計信號處理方法研究.pdf

1、渦街流量計是一種流體振動式流量計,因其諸多優(yōu)點而在管道流量測量中應(yīng)用廣泛。但是,在工業(yè)現(xiàn)場實際使用時容易受到管道及各種設(shè)備振動干擾影響,輸出信號中疊加干擾噪聲信號,影響測量精度,特別是在小流量測量中,渦街信號弱,易被噪聲淹沒,小流量測量受限,應(yīng)用范圍受到限制。隨機共振是新近發(fā)展起來的一種非線性信號處理方法,在某種條件下,噪聲能量向信號轉(zhuǎn)移,使系統(tǒng)輸出信噪比增強,達到弱信號檢測目的。本文將基于隨機共振的信號檢測技術(shù)應(yīng)用于渦街頻率檢測,主要

2、完成了以下工作:
　　1、研究了非線性雙穩(wěn)系統(tǒng)在信號、噪聲作用下產(chǎn)生的隨機共振特性,通過數(shù)值計算,得到非線性系統(tǒng)對輸入的不同頻率周期信號響應(yīng)的靈敏度,分析產(chǎn)生隨機共振時輸入信號、噪聲及非線性雙穩(wěn)系統(tǒng)之間需要滿足的匹配條件。
　　2、根據(jù)非線性雙穩(wěn)系統(tǒng)對不同頻率周期信號響應(yīng)特性,為適應(yīng)渦街流量計輸出信號特點,設(shè)計了外差式隨機共振系統(tǒng),使渦街信號與載波信號通過混頻器作用,輸出和頻與差頻兩種頻率混疊信號,其中差頻信號易與非線性雙穩(wěn)

3、系統(tǒng)匹配,從噪聲中獲得更多的能量,產(chǎn)生較為強烈的隨機共振,通過頻率掃描,準(zhǔn)確測定渦街頻率。
　　3、分析了外差式隨機共振系統(tǒng)參數(shù)對檢測結(jié)果的影響,為產(chǎn)生及達到最強的隨機共振效果,在LabVIEW編程環(huán)境下開發(fā)了具有自適應(yīng)功能的掃頻隨機共振渦街信號處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)以系統(tǒng)輸出信噪比SNR為評價標(biāo)準(zhǔn),通過參數(shù)調(diào)整,最終實現(xiàn)渦街頻率的檢測。
　　4、搭建渦街流量計實驗裝置,完成渦街流量檢測系統(tǒng)硬件及軟件設(shè)計,實時采集疊加現(xiàn)場噪聲渦街