渦街流量計(jì)瞬態(tài)脈沖振動(dòng)的時(shí)頻分析

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工業(yè)領(lǐng)域中的強(qiáng)烈振動(dòng)干擾通常是低頻干擾。 每四次提取一次數(shù)據(jù)，采樣頻率降低到2500Hz，這與實(shí)際應(yīng)用中直徑為50mm的渦街流量計(jì)設(shè)定的采樣頻率相似。 當(dāng)用橡皮錘水平敲擊下游管道時(shí)，將提取2048點(diǎn)沖擊力矩傳感器的輸出數(shù)據(jù)。 然后，通過頻域中的幅度譜分析前400個(gè)點(diǎn)和后1648個(gè)點(diǎn)。 FFT的計(jì)算點(diǎn)為2048點(diǎn)，數(shù)據(jù)不足的部分填充為零。 瞬態(tài)沖擊的時(shí)域波形和頻域幅度譜的局部放大圖如圖4.3所示。

實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中的管道系統(tǒng)是由許多組件組成的復(fù)雜的機(jī)械彈性系統(tǒng)。根據(jù)管道振動(dòng)的理論分析，系統(tǒng)具有多個(gè)自由度，因此管道系統(tǒng)也具有多個(gè)共振固有頻率。當(dāng)沖擊力激發(fā)的頻率接近或等于管道系統(tǒng)的固有頻率時(shí)，管道會(huì)產(chǎn)生機(jī)械共振，但是由于激發(fā)是瞬態(tài)的，因此持續(xù)時(shí)間很短。然后，管道系統(tǒng)受到固件約束力，并且機(jī)械共振減弱。管道系統(tǒng)的瞬態(tài)沖擊振動(dòng)干擾屬于機(jī)械接口的接觸振動(dòng)。當(dāng)機(jī)械受到**瞬態(tài)沖擊時(shí)，振動(dòng)干擾具有一個(gè)共同的特征：干擾的幅度首先發(fā)生突變，然后振蕩并衰減。
從圖4.3所示的時(shí)域波形可以看出，渦流街流傳感器的輸出信號(hào)的振幅在撞擊開始時(shí)由于瞬態(tài)沖擊力的影響而突然改變，但持續(xù)時(shí)間短。 。在去除沖擊力之后，由于支撐件的結(jié)合力，管道系統(tǒng)的振動(dòng)信號(hào)振蕩并衰減，最終進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。時(shí)域波形的特性與上述機(jī)械彈性系統(tǒng)的特性一致。
根據(jù)圖4.3所示的頻域中的振幅譜，在撞擊振動(dòng)干擾的情況下，渦街流量計(jì)傳感器的輸出信號(hào)的振幅譜具有多個(gè)干擾頻率分量，并且這些頻率對(duì)應(yīng)于峰值頻率。這些分量分別是管道系統(tǒng)的共振固有頻率。如果沖擊力太大，則沖擊干擾分量的能量可能大于渦流信號(hào)的能量。在這種情況下，基于能量支配原理的常規(guī)數(shù)字信號(hào)處理方法可能會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)果。

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