說(shuō)到方面的知識(shí)，很多沒(méi)有接觸過(guò)這個(gè)行業(yè)的客戶應(yīng)該都不會(huì)太了解，不過(guò)沒(méi)有關(guān)系，智能渦街流量計(jì)廠家小編特意從一些專業(yè)廠家了解到了相關(guān)知識(shí)，下面就分享給大家。

 本文提出了一種高端流量測(cè)量?jī)x——聲納流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用管外帶有纏繞通道的陣列聚偏氟乙烯壓電薄膜傳感器，以檢測(cè)流體通過(guò)管壁時(shí)對(duì)流渦流產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)。  它是中國(guó)制造的高端自動(dòng)儀器，受待測(cè)流體的溫度和壓力等流體特性參數(shù)的影響很小。  本文以一個(gè)實(shí)例介紹了聲納流量檢測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵處理步驟。  一種確定陣列信號(hào)孔徑的方法  

1用于陣列信號(hào)處理的窗函數(shù)孔徑計(jì)算

通過(guò)管道流動(dòng)的流體參數(shù)由空間陣列測(cè)量，該空間陣列具有沿管道不同軸向位置布置的8個(gè)傳感器  每個(gè)壓力傳感器提供時(shí)域信號(hào)，指示管道中相應(yīng)軸向位置處的不穩(wěn)定壓力  來(lái)自每個(gè)壓力傳感器的時(shí)域信號(hào)被持續(xù)時(shí)間為d的時(shí)間窗分成幾個(gè)時(shí)間窗段，然后這幾個(gè)時(shí)間窗段被轉(zhuǎn)換成幾個(gè)頻譜  時(shí)間窗口段可以重疊  時(shí)間窗口的持續(xù)時(shí)間d被調(diào)整以反映流體參數(shù)  

在特定實(shí)施例中，持續(xù)時(shí)間d被確定為至少兩個(gè)傳感器的空間陣列的孔徑長(zhǎng)度的函數(shù)  例如，持續(xù)時(shí)間D可以確定為:[/小時(shí)/]D=C(孔徑)/u這里，C是常數(shù)，孔徑是空間陣列的間隔，u是流體的平均流速  

另一方面，幾個(gè)頻譜的時(shí)間和頻率范圍被調(diào)整以反映流體參數(shù)  定義時(shí)間頻率范圍的最小和最大頻率限制如下確定:這里，f min = C min u/δx和f max = C max u/δx，f max和f min分別是最大和最小頻率限制，C max和C min是常數(shù)，δx是空間陣列中傳感器的間距  流體的近似流速最初是通過(guò)粗略分割可能的流速范圍來(lái)找到的，例如，每一個(gè)都比前一個(gè)大約高5%  對(duì)于每個(gè)步驟，選擇一個(gè)頻率范圍進(jìn)行分析，以避免空間混疊和共模噪聲。  時(shí)域壓力信號(hào)p1 (t)...pn (t)被提供作為快速傅立葉變換邏輯的輸入，每個(gè)pn(t)被時(shí)間窗長(zhǎng)度d和已知的窗函數(shù)(例如漢明窗、貝塞爾窗等)分成較短的時(shí)間。)  每個(gè)時(shí)間窗口段可以彼此獨(dú)立或者可以重疊  

傳感器的輸入信號(hào)P 1 (t)、P 2 (t)…、或P 2 (t)由FFT邏輯酌情接收  輸入信號(hào)的三個(gè)重疊時(shí)間窗口段，其持續(xù)時(shí)間d由窗口函數(shù)產(chǎn)生  使用大約50%的時(shí)間窗口重疊  可以設(shè)置為用戶輸入值  

沿陣列方向的所有傳感器都被視為相干結(jié)構(gòu)。為了滿足檢測(cè)分辨率要求，時(shí)間窗口需要具有足夠的持續(xù)時(shí)間d，以確保一定量的流體流過(guò)傳感器陣列。  描述這個(gè)持續(xù)時(shí)間的參數(shù)是:對(duì)于具有均勻間隔的傳感器陣列，可以寫(xiě)出上面的公式:這里，n是傳感器的數(shù)量；δx是傳感器間隔，單位為英尺；u是平均流速。  那么以秒為單位的時(shí)間窗口持續(xù)時(shí)間d被設(shè)置成與該參數(shù)成比例:這里，c是一個(gè)常數(shù)  經(jīng)驗(yàn)表明，碳含量應(yīng)該在5%以上  

2 FFT處理

選擇合適的孔徑后，使用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)。在計(jì)算快速傅立葉變換時(shí)，為了計(jì)算效率，每個(gè)快速傅立葉變換中離散數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)量應(yīng)該是2的冪(或者可以分為

)的最小素?cái)?shù)。  在這種情況下，有必要滿足上述窗口持續(xù)時(shí)間判斷標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)優(yōu)化快速傅立葉變換算法的性能，數(shù)字化數(shù)據(jù)，并且

根據(jù)上述d給出的分段使用窗口函數(shù)(與最近的整數(shù)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行權(quán)衡)  然后，在快速傅立葉變換計(jì)算之前，時(shí)間窗口段被歸零，等于

到下一個(gè)最高功率2  

例如，間隔6.7厘米的8個(gè)傳感器陣列以4.096千赫采樣，用于測(cè)量1米/秒至10米/秒的流體流速。  時(shí)間窗口段中離散數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)量以D×Fs表示，其中Fs是以赫茲為單位的采樣頻率  如果C=5，速度為1米/秒。  那么一個(gè)窗口中的點(diǎn)數(shù)是:

然后對(duì)每個(gè)9557點(diǎn)數(shù)據(jù)段使用適當(dāng)?shù)拇翱诤瘮?shù)  然后將窗口段歸零，以包含16384個(gè)點(diǎn)(高于9557的下一個(gè)2次方)，并計(jì)算快速傅立葉變換  

類似地，當(dāng)計(jì)算出的流體流速為10m/sec時(shí)，計(jì)算出的時(shí)間窗號(hào)為956，并且時(shí)間窗段填充有0到1024個(gè)點(diǎn)  該方法還可以通過(guò)用零填充時(shí)間窗口段到大于2的下一個(gè)質(zhì)因數(shù)(即3或4)的最高值(即1024 * 3 = 3072，其包含質(zhì)因數(shù)2和3)來(lái)工作  這種變化的優(yōu)點(diǎn)是保持快速傅立葉變換的效率，因?yàn)橘|(zhì)因數(shù)很小，需要較少的填充   

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