基于隨機(jī)共振的渦街流量計(jì)信號(hào)處理方法研究.pdf

1、渦街流量計(jì)是一種流體振動(dòng)式流量計(jì),因其諸多優(yōu)點(diǎn)而在管道流量測(cè)量中應(yīng)用廣泛。但是,在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用時(shí)容易受到管道及各種設(shè)備振動(dòng)干擾影響,輸出信號(hào)中疊加干擾噪聲信號(hào),影響測(cè)量精度,特別是在小流量測(cè)量中,渦街信號(hào)弱,易被噪聲淹沒(méi),小流量測(cè)量受限,應(yīng)用范圍受到限制。隨機(jī)共振是新近發(fā)展起來(lái)的一種非線(xiàn)性信號(hào)處理方法,在某種條件下,噪聲能量向信號(hào)轉(zhuǎn)移,使系統(tǒng)輸出信噪比增強(qiáng),達(dá)到弱信號(hào)檢測(cè)目的。本文將基于隨機(jī)共振的信號(hào)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于渦街頻率檢測(cè),主要

2、完成了以下工作:
　　1、研究了非線(xiàn)性雙穩(wěn)系統(tǒng)在信號(hào)、噪聲作用下產(chǎn)生的隨機(jī)共振特性,通過(guò)數(shù)值計(jì)算,得到非線(xiàn)性系統(tǒng)對(duì)輸入的不同頻率周期信號(hào)響應(yīng)的靈敏度,分析產(chǎn)生隨機(jī)共振時(shí)輸入信號(hào)、噪聲及非線(xiàn)性雙穩(wěn)系統(tǒng)之間需要滿(mǎn)足的匹配條件。
　　2、根據(jù)非線(xiàn)性雙穩(wěn)系統(tǒng)對(duì)不同頻率周期信號(hào)響應(yīng)特性,為適應(yīng)渦街流量計(jì)輸出信號(hào)特點(diǎn),設(shè)計(jì)了外差式隨機(jī)共振系統(tǒng),使渦街信號(hào)與載波信號(hào)通過(guò)混頻器作用,輸出和頻與差頻兩種頻率混疊信號(hào),其中差頻信號(hào)易與非線(xiàn)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(qiáng)烈的隨機(jī)共振,通過(guò)頻率掃描,準(zhǔn)確測(cè)定渦街頻率。
　　3、分析了外差式隨機(jī)共振系統(tǒng)參數(shù)對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響,為產(chǎn)生及達(dá)到最強(qiáng)的隨機(jī)共振效果,在LabVIEW編程環(huán)境下開(kāi)發(fā)了具有自適應(yīng)功能的掃頻隨機(jī)共振渦街信號(hào)處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)以系統(tǒng)輸出信噪比SNR為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),通過(guò)參數(shù)調(diào)整,最終實(shí)現(xiàn)渦街頻率的檢測(cè)。
　　4、搭建渦街流量計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置,完成渦街流量檢測(cè)系統(tǒng)硬件及軟件設(shè)計(jì),實(shí)時(shí)采集疊加現(xiàn)場(chǎng)噪聲渦街