電磁流量傳感器漿液流量信號處理方法研究與實現(xiàn).pdf

1、電磁流量計因測量管內(nèi)無阻流及活動部件，適宜于進(jìn)行水煤漿、紙漿、礦漿等固液兩相流流量的測量。但是，在測量漿液流量時，流體中的固體顆粒隨機(jī)摩擦傳感器電極產(chǎn)生隨機(jī)非平穩(wěn)漿液干擾，導(dǎo)致電磁流量計測量結(jié)果發(fā)生劇烈波動、無法正常工作。國際著名公司雖然推出了可以測量固液兩相流測量的電磁流量計，但是，沒有披露具體技術(shù)細(xì)節(jié)。國內(nèi)還無法解決這一技術(shù)難題。為此，本文開展電磁流量傳感器漿液流量信號處理方法研究與實現(xiàn)工作。
　　基于漿液流量測量的實驗數(shù)據(jù)，

2、建立電磁流量計漿液流量信號幅值解調(diào)結(jié)果的概率統(tǒng)計模型。針對電磁流量傳感器漿液流量信號的隨機(jī)非平穩(wěn)特性，先進(jìn)行漿液流量信號的幅值解調(diào)，再對解調(diào)結(jié)果進(jìn)行概率密度擬合，結(jié)果表明漿液流量信號幅值解調(diào)結(jié)果的概率密度服從非高斯的α穩(wěn)定分布。
　　提出一種基于幅值統(tǒng)計重構(gòu)濾波的電磁流量計漿液信號處理方法。基于α穩(wěn)定分布模型，對漿液流量信號先進(jìn)行幅值解調(diào)，再進(jìn)行非線性中值濾波去除解調(diào)結(jié)果中的漿液干擾，使用濾波結(jié)果重構(gòu)“無干擾”的流量信號，最后對重

3、構(gòu)信號進(jìn)行梳狀帶通濾波進(jìn)一步去除干擾。
　　提出一種基于小波分解重構(gòu)濾波的電磁流量計漿液信號處理方法。首先進(jìn)行漿液流量信號的平穩(wěn)Haar小波分解。根據(jù)流量信號小波系數(shù)的周期性，進(jìn)行小波系數(shù)的同相位序列分解。因為小波系數(shù)同相位序列的幅值概率密度服從α穩(wěn)定分布，所以對小波系數(shù)進(jìn)行同相位分解、非線性中值濾波去除漿液干擾。對低頻尺度系數(shù)進(jìn)行陷波提取流量信號分量，再對陷波結(jié)果進(jìn)行同相位分解、非線性中值濾波去除漿液干擾。最后采用小波系數(shù)和尺度

4、系數(shù)的濾波結(jié)果進(jìn)行平穩(wěn)Haar小波重構(gòu)，實現(xiàn)流量信號和非平穩(wěn)漿液噪聲的完整分離。
　　提出一種基于差分預(yù)處理的電磁流量計漿液信號處理方法。首先進(jìn)行漿液流量信號的一階差分預(yù)處理、半周期差分預(yù)處理，將漿液信號近似平穩(wěn)化到零附近。因為差分預(yù)處理信號同相位序列的幅值概率密度服從α穩(wěn)定分布，所以對差分預(yù)處理信號進(jìn)行同相位分解、非線性中值濾波去除漿液干擾。半周期差分預(yù)處理信號的濾波結(jié)果即為流量信號。一階差分預(yù)處理信號濾波后，再進(jìn)行梳狀帶通濾波

5、去除低頻漂移干擾，以零為初值進(jìn)行一階積分還原成流量信號。
　　提出一種基于流速特征的可變窗口動態(tài)流速跟隨方法?；谙到y(tǒng)采用的漿液流量信號處理方法，在濾波過程中同時進(jìn)行大窗口參數(shù)非線性濾波、小窗口參數(shù)非線性濾波。以兩種濾波結(jié)果之差作為流速變化特征信號，并設(shè)置判斷條件。判斷流速變化時輸出小窗口參數(shù)濾波結(jié)果，判斷流速穩(wěn)定時輸出大窗口參數(shù)濾波結(jié)果，實現(xiàn)漿液信號處理系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)流量測量時波動率小、流量變化時跟隨速度快的效果。
　　研制一

6、套基于DSP的電磁流量計漿液信號處理系統(tǒng)。基于電磁流量計變送器硬件系統(tǒng)，實時實現(xiàn)了基于幅值統(tǒng)計重構(gòu)濾波的漿液信號處理算法，實時實現(xiàn)了基于梳狀帶通濾波的水流量信號處理方法。系統(tǒng)具有上電空管檢測和正常測量空管檢測功能，采用基于閾值控制的流量信號偏置調(diào)整方法，校正了電流輸出模塊和脈沖輸出模塊，提高了輸出模塊精度。水流量標(biāo)定結(jié)果表明，本文研制的電磁流量計水流量信號處理系統(tǒng)在流速0.25～10 m/s時標(biāo)定精度優(yōu)于0.5％、重復(fù)性優(yōu)于0.1。

7、r>　　設(shè)計一套電磁流量傳感器的固液兩相流實驗標(biāo)定裝置。為考核本文研制的電磁流量計漿液信號處理系統(tǒng)，設(shè)計一套固液兩相實驗裝置，能夠完成標(biāo)準(zhǔn)表法、容積法、質(zhì)量法標(biāo)定。在制作完成的實驗裝置上，將本文研制的漿液型電磁流量計變送器依次連接日本橫河電磁流量計傳感器、上海一諾儀表有限公司電磁流量計傳感器，與德國科隆電磁流量計開展了水流量和紙漿漿液的質(zhì)量法標(biāo)定實驗、PVC顆粒漿液的對比實驗。實驗結(jié)果表明，本文研制的漿液型電磁流量變送器的響應(yīng)時間與德國