摘要:電磁流量計(ji) 在測量漿液時,會(hui)受到漿液噪聲的(de)幹擾,這種幹擾♈是(shi)影響流量測量等(děng)指标的主要影響(xiang)因素。由大量實驗(yàn)得知,漿液噪聲符(fú)合1/f噪聲特性,通過(guo)對1/f噪聲的理論分(fèn)析和數學計算,可(kě)以得㊙️到漿液噪聲(shēng)的數學🌈模型。最後(hòu)綜合漿液的物理(li)特性,可以得🤞到參(can)數可❗控的漿液噪(zao)聲的仿真模型,該(gāi)模型對噪聲研究(jiu)和電磁流量計設(shè)計研發都具有一(yī)定的實際價值。
　　電(dian)磁流量計的測量(liang)通道是一段光滑(huá)的直管段,不會堵(du)塞,非常适用于測(ce)量含有因體的固(gu)液兩相流體，且電(dian)磁流量💃計在♊檢測(ce)✊時不會帶來壓力(lì)等外力作用。所以(yǐ)節能效果好1。電磁(cí)流量計采用法拉(la)第電磁感應定律(lü)作爲設❗計原理，測(cè)量的體積流量基(ji)本👨‍❤️‍👨上不受流體的(de)密度、溫度、壓力、粘(zhan)度和電導率變化(huà)的明顯影響,且其(qí)口徑範圍選擇餘(yu)地大,流量✔️測量範(fan)圍寬,也可用于測(cè)量具有腐蝕性的(de)液體。
　　電磁流量計(ji)在測量液體時，兩(liǎng)個電極與被測液(ye)體相接🐪觸,這樣可(ke)以更準确地測量(liàng)由于外加激勵而(er)産生的電♉荷偏移(yí)回。流速爲V的流體(tǐ)在外加磁場的情(qing)況下，切割磁力線(xian),向兩個電極方向(xiàng)👣移動,形成電勢差(cha)E。但是🏃🏻‍♂️在接觸過程(chéng)中,被測液體中混(hun)合的大小⭕質量不(bú)均的固體顆粒在(zai)流體運動中,随機(jī)的沖撞電極,使得(de)輸出信号出現頻(pin)繁的跳動，這種現(xiàn)象叫做漿狀流體(tǐ)噪聲。即漿液噪聲(shēng)4。
1.1/f噪聲的宏觀解釋(shì)
　　漿液内部含有大(dà)量的紙漿或砂漿(jiāng)等大小不均的固(gu)體顆粒，漿液流動(dòng)時,這些顆社會沖(chòng)撞到電磁流量計(jì)的測量電🔴極上,使(shi)得測量電極産生(shēng)一個突變信号，大(dà)量的突變信号擾(rǎo)亂了正常的測量(liàng)信号,原本應該平(píng)滑的感應電勢疊(die)加🌐上噪聲，使🔆得流(liu)量測量産生偏差(chà)。
　　将漿液噪聲從流(liu)量信号裏抽離出(chū)來，并從頻域的角(jiǎo)度📱分析可知,漿液(ye)噪聲的功率譜密(mì)度符合1/f噪聲🍉特性(xing),即信号的功率譜(pu)能量分布和頻率(lǜ)成反比。功率譜分(fèn)❤️析表明🌈漿液噪聲(shēng)的頻🧑🏾‍🤝‍🧑🏼率分布很寬(kuān),幹擾的增益随着(zhe)頻率的升高而降(jiang)低。圖1爲不含流量(liàng)信号㊙️的漿液噪聲(shēng)🚶時域圖及其對應(ying)的功率譜密度圖(tu)6]。。

　　對于1/f噪聲的研究(jiu),現階段常用的有(you)兩種方法:一種是(shi)♉，首先産生随機白(bai)噪聲,再把白噪聲(shēng)通過一個高通濾(lü)波器,經過濾波的(de)噪聲可以近似看(kan)作是1/f噪聲;另一種(zhǒng)是,用狀态機的👅方(fang)法經🐕過複雜的運(yùn)算得到,或者用一(yi)種需要複雜方法(fa)的♊模型得出🏃1/f噪聲(shēng)。
2.1/f噪聲的統計解釋(shi)
　　1/f噪聲在很多自然(ran)系統中都有出現(xian)，近些年來越來越(yue)多的.人都試圖用(yòng)數學分析的方法(fa)解釋這種現象，但(dan)是所有的研究都(dōu)還未達成統一7,但(dàn)是有一個共性是(shì)公認的,。下面是本(běn)文對1/f的一種解釋(shì)。
　　設在一段時間内(nèi)(t>0),漿液顆粒沖撞電(diàn)極産生的噪聲電(diàn)壓值的大小與沖(chong)撞電極的顆粒的(de)大小(流體濃度)、力(li)度(流體速度).幾何(hé)形狀有關,假定将(jiāng)漿🍉液顆粒分化爲(wèi)質量、形狀統一的(de)💔質點,漿液顆粒沖(chòng)撞電極産生的噪(zào)聲電壓值正比于(yú)🏃‍♀️質點的數量,即在(zai)某💚一時刻t,産生的(de)噪聲🚩值的幅值用(yòng)質點的數量來描(miáo)述間。
　　則漿液沖撞(zhuàng)電極的随機過程(chéng)爲計數過程,若N(t)表(biao)示時刻t爲止累計(ji)的質點數量,則此(cǐ)過程滿足以下條(tiáo)件:


　　其中,K是與流速(sù)、濃度以及漿液顆(ke)粒形狀有關的系(xì)🌍數;a是表征噪聲1/f特(te)性的系數,通常1<α<2;S(?)爲(wèi)噪聲序列中噪💃聲(shēng)頻率f的統計幅值(zhí);T是漿液顆粒沖撞(zhuang)電極的間隔時間(jiān)。
　　假設y=log10S(?),b=log10,K,kX=α*log10T,則統計功率(lǜ)譜在對數坐标系(xi)下，可将漿液噪聲(sheng)等效成🔴Y=b+kX。Y正比于統(tong)計幅值,b正比于流(liú)速和濃度,k爲漿液(ye)國有🔴系數,表征不(bu)同種類的漿液。
　　漿(jiang)液噪聲的幅值VA符(fú)合高斯分布,且高(gao)斯分布的均📞值μ和(hé)方差σ與b和k有關。即(ji)高斯分布的均值(zhi)增大,等效直線🔴斜(xié)率增大,截距減小(xiao)👉;高斯分布的方差(cha)增大,等效直線斜(xié)率減小,截距增大(da);幅值倍數增大,截(jie)距增大。
4實驗驗證(zhèng)
　　根據以上關系,設(she)計一種漿液噪聲(shēng)Msun,此噪聲由功率🏃🏻‍♂️譜(pu)統計特性拟合的(de)直線符合斜率爲(wei)k=-1.9,截距爲b=-52。噪聲各頻(pín)段斜率相近。整🍓體(ti)波形随機曲折。

實(shí)驗結果如表1,Data1和Data2爲(wèi)實際噪聲測得的(de)數據。

5結束語
　　通過(guo)分析漿液噪聲,可(ke)以得到以下結論(lun):
1)根據漿液噪聲的(de)頻譜特性的分析(xī),此模型可用于在(zài)一定♋頻譜範圍内(nèi)近似代替實際漿(jiang)液噪聲;
2)漿液噪聲(shēng)在對數坐标下,呈(cheng)現1/f的特性,濃度增(zeng)加或者流速增加(jia),曲線上移,濃度下(xia)降或者流速降低(di),曲線下移;低頻噪(zào)聲能📱量高于高頻(pín)噪聲,高頻段比低(dī)頻段豐✌️富.

以上内(nei)容源于網絡，如有(you)侵權聯系即删除(chu)!