摘要:電磁流量(liàng)計在測量漿液(ye)時，會受到漿液(yè)噪聲的幹擾,這(zhe)種幹擾是影響(xiǎng)流量測量等指(zhǐ)标的主要影響(xiǎng)因素。由大量實(shí)驗🔱得知,漿液⭕噪(zào)聲符合1/f噪聲特(tè)性,通過對1/f噪聲(shēng)的理論分析和(he)數學計算,可以(yi)得到漿液㊙️噪聲(sheng)的數學模型。最(zui)後綜合漿液的(de)物理特性,可以(yǐ)得😄到參數可控(kòng)的漿液噪聲的(de)仿真模型，該模(mo)型對噪聲和電(dian)磁流量計設計(jì)都具有一定的(de)實際價值。
　　漿液(yè)型電磁流量計(jì)的測量通道是(shì)一段段光滑的(de)直管段,不會堵(du)塞,非💰常适用于(yú)測量含有固體(tǐ)的固液兩相流(liú)體，且電磁流量(liang)計在檢測時不(bu)會帶來壓力等(deng)外力作用,所以(yǐ)節能效果好"。電(diàn)磁流量計采用(yòng)😘法拉第電磁感(gan)應定律作爲設(she)計原理，測量的(de)體積☔流量基本(běn).上不受流體的(de)密度、溫度、壓力(li)、粘度和電導率(lǜ)變化的明顯影(yǐng)💘響,且其口徑範(fan)☀️圍選擇餘地大(da),流量測量範圍(wéi)寬,也‼️可用于測(ce)量具有腐蝕性(xìng)的液體。
　　電磁流(liú)量計在測量液(ye)體時，兩個電極(jí)與被測液體相(xiàng)🆚接🈲觸,這🔴樣😄可以(yi)更正确地測量(liang)由于外加激勵(li)而産生的電荷(he)偏移。流速爲V的(de)流體在外加磁(cí)場的情✨況下,切(qie)割磁力線,向兩(liǎng)個電極方向移(yi)動,形成電勢差(cha)E。但是在接觸過(guo)程中,被測液體(ti)中混合的大小(xiao)質量不均的固(gù)體顆粒在流體(tǐ)運動中，随🐇機的(de)沖撞電🌏極，使得(dé)輸出🔞信号出現(xiàn)頻繁的跳動,這(zhè)種現象💁叫做漿(jiang)狀流體噪聲，即(jí)‼️漿液噪聲。
1.1/f噪聲(shēng)的宏觀解釋
　　漿(jiāng)液内部含有大(da)量的紙漿或砂(shā)漿等大小不均(jun)的固體顆粒,漿(jiāng)液流動時,這些(xie)顆粒會沖撞到(dào)電磁流量計🌈的(de)測量電極上♊,使(shǐ)得測量電極産(chan)生一個突變信(xìn)号，大量的突變(bian)信号👅擾亂了正(zheng)常的測量信号(hào),原本應該平滑(hua)的感應電勢疊(dié)加.上噪聲,使得(dé)流量測📞量産生(sheng)偏差'5]。将漿液噪(zào)聲從流量信号(hào)裏抽離出來,并(bing)從頻域的角度(dù)分析可知,漿液(ye)噪聲的功率譜(pu)密🏃‍♀️度符合1/f噪聲(shēng)特性，即信号的(de)功率譜能量分(fen)布和頻率成反(fǎn)比。功率譜分析(xi)表明漿液噪聲(sheng)的頻率分布很(hěn)寬,幹擾的增益(yì)随着頻率的升(sheng)高而降低。圖1爲(wei)不含流量信号(hao)的漿🔞液噪聲時(shí)域圖及其對應(yīng)的功率譜密度(du)圖。
 
　　對于1/f噪聲的(de)研究,現階段常(cháng)用的有兩種方(fāng)法:一種是🏃‍♂️,首先(xian)産生随機白噪(zao)聲,再把白噪聲(shēng)通過-一個高通(tōng)濾㊙️波器經過濾(lü)波的噪聲可以(yǐ)近似看作是1/f噪(zao)聲;另一種是,用(yòng)狀态機的💛方法(fa)經🈲過複雜的運(yun)算得到，或者用(yong)--種📱需要複雜方(fāng)法的模型得出(chū)1/f噪聲。
2.1/f噪聲的統(tong)計解釋
　　1/f噪聲在(zai)很多自然系統(tǒng)中都有出現，近(jin)些年來越來越(yuè)多的人都試圖(tu)用數學分析的(de)方法解釋這種(zhong)現象，但是所有(you)的研究都.還未(wei)達成統一,但是(shì)有一個🈲共性是(shì)公認的,.下面是(shì)本文對1/f的一種(zhǒng)解釋。
　　則漿液沖(chong)撞電極的随機(jī)過程爲計數過(guo)程，若N(t)表示時刻(ke)t爲⛷️止累計的質(zhì)點數量,則此過(guo)程滿足以下條(tiáo)件:
1)N(t)≥0;
2)N(t)是正整數;
3)若(ruo)s<t,則N(s)<N(t);
4)當s<t,N(t)-N(s)等于區間(jiān)(s,t]中質點的數量(liang)。
　　由此可知,漿液(yè)沖撞電極産生(sheng)的噪聲，符合泊(bó)松過程,定義爲(wei):
 
　　其中n是平均脈(mò)沖率,三角方括(kuò)号表示總體均(jun)值。這個功率譜(pǔ)✔️的👈圖形，在原點(dian)處近乎平直,然(ran)後經過一個過(guo)渡區,在高頻處(chu)㊙️與1/λ2成比例!
　　但是(shi)這并不能細緻(zhi)的刻畫1/f噪聲的(de)特性,它還和λ有(yǒu)關。設過渡區🏒的(de)兩個端點值爲(wei)λ1和λ2,則功率譜表(biao)達式爲:
 
　　其中,K是(shi)與流速、濃度以(yi)及漿液顆粒形(xing)狀有關的系數(shù);a是表征㊙️噪聲1/f特(te)性的系數，通常(cháng)1<a<2;S(w)爲噪聲序列中(zhōng)噪聲頻🐪率f的統(tong)計幅值💚;T是漿液(ye)顆粒沖撞電極(ji)的間隔時間。
　　假(jia)設y=log10,S(ɷ),b=log10,K,kX=a*log10T,則統計功率(lü)譜在對數坐标(biao)系下,可将漿液(ye)噪🆚聲等效✍️成Y==b+kX。Y正(zheng)比于統計幅值(zhi),b正比于流速和(he)濃度,k爲👄漿液固(gu)有❓系數,表征不(bú)同種類的漿液(yè)。
　　漿液噪聲的幅(fú)值VA符合高斯分(fèn)布，且高斯分布(bu)的均值μ和方差(chà)👣σ與b和k有關。即高(gao)斯分布的均值(zhi)增大，等效直線(xiàn)斜率增大，截距(jù)減小;高斯分布(bu)的方差增大,等(děng)效直線斜率減(jiǎn)❗小,截距增大;幅(fu)值倍數增大,截(jie)距增大。
4實驗驗(yàn)證
　　根據以上關(guan)系,設計一種漿(jiāng)液噪聲Msury,此噪聲(shēng)由功率譜統👄計(jì)特性拟合的直(zhí)線符合斜率爲(wèi)k=-1.9,截距爲b=-52。噪聲各(gè)頻段斜🈚率相近(jìn),整體波💜形随機(ji)曲折。
　　設△=1.37*10-3(s),n=30,mj=100,由以上(shàng)構造方法可得(dé)時間序列Ndis，将離(li)散的時間👌點Ndis線(xian)性化，即時間累(lèi)積得到
 
　　實驗結(jie)果如表1,Data1和Data2爲實(shí)際噪聲測得的(de)數據。
 
5結束語
　　通(tong)過分析漿液噪(zao)聲,可以得到以(yǐ)下結論:.
1)根據漿(jiāng)液噪聲的頻譜(pǔ)特性的分析,此(ci)模型可用于在(zai)🚶--定.頻譜❤️範🤟圍内(nèi)近似代替實際(ji)漿液噪聲;
2)漿液(yè)噪聲在對數坐(zuo)标下，呈現1/f的特(te)性,濃度增加或(huò)者流速✍️增加,曲(qǔ)線上移,濃度下(xià)降或者流速降(jiang)低,曲線下移;低(dī)♍頻噪聲能量高(gao)于高頻噪聲，高(gāo)頻段比低頻段(duàn)豐富。

以上内容(rong)源于網絡，如有(yǒu)侵權聯系即删(shān)除!