提高科氏力流量計測量精度的措施
發布時間：2023-01-26 22:42:31來源：hseauto.cn來源：..
字體: 大 中 小
提高科氏力流量計測量精度的措施和方案不外乎增大信號、降低噪聲、改善信號處理方法、提高理論模型的精度等。
對于理論誤差，可以從完善模型入手。需要全面考慮支承的振動能量耦合、流體粘度和運動等因素引起的阻尼變化，流固耦合、扭轉振動、軸向振動、溫度場、以及流體壓力引起的檢測管剛度改變等因素。可以采用有限元分析的方法對模型進行深入分析，并通過實驗考察這些因素的變化規律，對結果進行修正和標定。對于信號處理，除了應降低信號各個環節的噪聲（如低噪聲電路）外，還應充分利用兩路振動響應信號中包含的所有信息（幅度、相位、頻率），估計出振動響應的振幅、相位和頻率。進而計算出質量流量、流體密度等數據。
要增大振動響應信號，除了增大激勵信號，并在諧振頻率上激振以外，主要應該依靠改進檢測管的結構以及尺寸。降低彎曲剛度，增大彎曲振動的幅度；減小振動能量的外泄。
1、采用新的檢測管結構
結構設計的任務，是在保障疲勞壽命、強度、管徑和壓力損失的情況下，使振動（振動位移、振動加速度）最強。結構設計包括兩方面結構形式的優化設計和尺寸的優化設計。給定約束條件包括尺寸，重量，價格，材料，不易于受外界振動的影響，彎曲諧振頻率要遠離環境干擾頻率、其它部件的諧振動頻率（包括檢測管的扭轉以及軸向諧振頻率）、工頻及其諧頻干擾等。其中最主要還是檢測管結構的改進。
通常檢測管是采用圓（截面）管結構的鈦合金管、或不銹鋼管。它的優點是制造工藝簡單，管道截面積相對最大，材料消耗最少。缺點是剛度較大，振動靈敏度比較低，所以振動信號弱、信噪比低，給檢測帶來了困難。為了增大檢測管振動的幅度，有必要探索新的檢測管形式。檢測管結構的改進可以從管道截面形狀，管道軸線的形狀，管壁的結構形式等幾個方面來考慮。從截面角度考慮，比如可以采用橢圓管結構，激振和拾振裝置都布置在橢圓截面的短軸一側，此方向上的彎曲剛度低，所以振動幅度會比較強，最大應力卻較小。
從管壁結構的角度來考慮，可以采取彈簧管結構，或者波紋管結構等。
從管道軸線形狀的角度來考慮，可以采取蛇行管結構或者螺旋管結構。這種結構嚴格講，不是直管結構，但當彎曲部分的曲率不大，且其尺寸和檢測管的管道長度相比很小時，不具有彎管結構的缺點，如不易排空等，所以可以看作特殊的直管。可以有兩種使用方式，一種是激振和拾振裝置處于管道軸線所在平面；另一種是激振和拾振裝置垂直于管道軸線所在平面。
這些結構的共同特點就是減小等效彎曲剛度，在同樣的激振信號下，振動幅度就要大得多，管子的剛度比支座的剛度要低得多，諧振能量耦合出去的很少，外界能量耦合進來的也很少，可以忽略。所以振動響應信號就很強，信噪比很高。而最大應力減小或者變化不大，并盡可能使應力的分布更均衡。這樣，疲勞壽命就會延長。
2、隔離噪聲
隔離噪聲包括兩方面：電路上采取措施，隔離電磁噪聲和工頻噪聲，比如激勵頻率應該避開并遠離交流電的工頻及其諧頻頻率，以便于信號處理，分離這些干擾；另一方面從傳感器的結構上來看，主要需要隔離檢測管外部耦合進來的振動和噪聲，采取被動隔振和主動隔振，或者稱之為被動振動控制和主動振動控制。
主動振動控制技術就是通過對結構主動施加控制作用來改善系統動態特性的一種方法。通常采用傳感器檢測系統的振動，控制器對傳感器的信息進行處理，進而對作動器發出特定的控制規律消除系統結構上的振動。被動振動控制技術主要靠對噪聲和振動具有強吸收作用的材料或結構來實現。
返回
