電磁流量傳感器漿液流量信號處理方法研究與實現.pdf

1、電磁流量計因測量管內無阻流及活動部件，適宜于進行水煤漿、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摩擦傳感器電極產生隨機非平穩(wěn)漿液干擾，導致電磁流量計測量結果發(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，沒有披露具體技術細節(jié)。國內還無法解決這一技術難題。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工作。
　　基于漿液流量測量的實驗數據，

2、建立電磁流量計漿液流量信號幅值解調結果的概率統(tǒng)計模型。針對電磁流量傳感器漿液流量信號的隨機非平穩(wěn)特性，先進行漿液流量信號的幅值解調，再對解調結果進行概率密度擬合，結果表明漿液流量信號幅值解調結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)計重構濾波的電磁流量計漿液信號處理方法?；讦练€(wěn)定分布模型，對漿液流量信號先進行幅值解調，再進行非線性中值濾波去除解調結果中的漿液干擾，使用濾波結果重構“無干擾”的流量信號，最后對重

3、構信號進行梳狀帶通濾波進一步去除干擾。
　　提出一種基于小波分解重構濾波的電磁流量計漿液信號處理方法。首先進行漿液流量信號的平穩(wěn)Haar小波分解。根據流量信號小波系數的周期性，進行小波系數的同相位序列分解。因為小波系數同相位序列的幅值概率密度服從α穩(wěn)定分布，所以對小波系數進行同相位分解、非線性中值濾波去除漿液干擾。對低頻尺度系數進行陷波提取流量信號分量，再對陷波結果進行同相位分解、非線性中值濾波去除漿液干擾。最后采用小波系數和尺度

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

5、去除低頻漂移干擾，以零為初值進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行大窗口參數非線性濾波、小窗口參數非線性濾波。以兩種濾波結果之差作為流速變化特征信號，并設置判斷條件。判斷流速變化時輸出小窗口參數濾波結果，判斷流速穩(wěn)定時輸出大窗口參數濾波結果，實現漿液信號處理系統(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)?；陔姶帕髁坑嬜兯推饔布到y(tǒng)，實時實現了基于幅值統(tǒng)計重構濾波的漿液信號處理算法，實時實現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。水流量標定結果表明，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時標定精度優(yōu)于0.5％、重復性優(yōu)于0.1。

7、r>　　設計一套電磁流量傳感器的固液兩相流實驗標定裝置。為考核本文研制的電磁流量計漿液信號處理系統(tǒng)，設計一套固液兩相實驗裝置，能夠完成標準表法、容積法、質量法標定。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量法標定實驗、PVC顆粒漿液的對比實驗。實驗結果表明，本文研制的漿液型電磁流量變送器的響應時間與德國