摘(zhai)要:電(dian)磁流(liu)量計(ji)在測(ce)量漿(jiang)液時(shi)，會受(shou)到漿(jiang)液噪(zao)聲的(de)幹擾(rao),這種(zhong)幹擾(rao)是影(ying)響流(liu)量測(ce)量等(deng)指标(biao)的主(zhu)要影(ying)響因(yin)素。由(you)大量(liang)實驗(yan)得知(zhi),漿液(ye)噪聲(sheng)符合(he)1/f噪聲(sheng)特性(xing),通過(guo)對1/f噪(zao)聲的(de)理論(lun)分析(xi)和數(shu)💛學計(ji)算☀️,可(ke)以得(de)到漿(jiang)液噪(zao)聲的(de)數學(xue)模型(xing)。最後(hou)綜合(he)漿液(ye)的物(wu)理特(te)💯性,可(ke)以得(de)到參(can)數可(ke)🌏控的(de)漿液(ye)噪聲(sheng)的仿(pang)真模(mo)型，該(gai)模型(xing)對噪(zao)聲和(he)電磁(ci)流量(liang)計設(she)計都(dou)具有(you)一定(ding)的實(shi)際價(jia)值。
　　漿(jiang)液型(xing)電磁(ci)流量(liang)計的(de)測量(liang)通道(dao)是一(yi)段段(duan)光滑(hua)的直(zhi)管段(duan),不會(hui)堵塞(sai),非常(chang)适用(yong)于測(ce)🚶‍♀️量含(han)有固(gu)體的(de)固液(ye)兩相(xiang)流體(ti)，且電(dian)磁流(liu)量計(ji)在檢(jian)測時(shi)不會(hui)帶來(lai)壓力(li)等外(wai)力作(zuo)用,所(suo)以節(jie)能效(xiao)果好(hao)"。電😍磁(ci)流量(liang)計采(cai)用法(fa)拉第(di)電磁(ci)感應(ying)定律(lü)作爲(wei)設👨‍❤️‍👨計(ji)原理(li)，測量(liang)的體(ti)積流(liu)量基(ji)本.上(shang)不受(shou)流🈲體(ti)的密(mi)度、溫(wen)度、壓(ya)力、粘(zhan)度和(he)電導(dao)率變(bian)化的(de)明顯(xian)影🔴響(xiang),且其(qi)口徑(jing)範圍(wei)選擇(ze)餘地(di)大,流(liu)量測(ce)量範(fan)圍寬(kuan),也⭐可(ke)用于(yu)測💋量(liang)具有(you)腐蝕(shi)性的(de)液體(ti)。
　　電磁(ci)流量(liang)計在(zai)測量(liang)液體(ti)時，兩(liang)個電(dian)極與(yu)被測(ce)液體(ti)相接(jie)觸,這(zhe)樣可(ke)以更(geng)正确(que)地測(ce)量由(you)于外(wai)加激(ji)勵而(er)😘産生(sheng)的電(dian)荷偏(pian)移。流(liu)速爲(wei)V的流(liu)體在(zai)外加(jia)磁場(chang)的情(qing)況下(xia),切割(ge)磁力(li)線,向(xiang)兩個(ge)電極(ji)方向(xiang)移動(dong),形成(cheng)電勢(shi)差E。但(dan)是在(zai)接觸(chu)過程(cheng)❗中,被(bei)測液(ye)體中(zhong)混合(he)的大(da)小質(zhi)量不(bu)均的(de)固體(ti)顆粒(li)在流(liu)體運(yun)動中(zhong)，随機(ji)的沖(chong)撞電(dian)極，使(shi)得輸(shu)出信(xin)号出(chu)現頻(pin)繁的(de)跳動(dong),這種(zhong)現象(xiang)✔️叫做(zuo)漿狀(zhuang)流體(ti)噪聲(sheng)，即漿(jiang)液噪(zao)❗聲。
1.1/f噪(zao)聲的(de)宏觀(guan)解釋(shi)
　　漿液(ye)内部(bu)含有(you)大量(liang)的紙(zhi)漿或(huo)砂漿(jiang)等大(da)小不(bu)均的(de)固體(ti)顆粒(li),漿液(ye)流動(dong)時,這(zhe)些顆(ke)粒會(hui)沖撞(zhuang)到電(dian)磁流(liu)量計(ji)的測(ce)量電(dian)極上(shang),使得(de)測量(liang)電極(ji)産生(sheng)一個(ge)突變(bian)信号(hao)，大量(liang)的突(tu)變信(xin)号擾(rao)亂了(le)正常(chang)的測(ce)量信(xin)号,原(yuan)本應(ying)該平(ping)㊙️滑的(de)感應(ying)🈲電勢(shi)疊加(jia).上噪(zao)聲,使(shi)得流(liu)量測(ce)🍉量産(chan)生偏(pian)差'5]。将(jiang)漿液(ye)噪聲(sheng)從流(liu)量信(xin)号裏(li)抽離(li)出來(lai),并從(cong)頻域(yu)的角(jiao)度分(fen)析可(ke)知,漿(jiang)🈲液噪(zao)聲的(de)功率(lü)🍉譜密(mi)♌度符(fu)合1/f噪(zao)⁉️聲特(te)性，即(ji)信号(hao)的功(gong)率譜(pu)能量(liang)分布(bu)和頻(pin)率成(cheng)反比(bi)。功率(lü)譜分(fen)💁析表(biao)明漿(jiang)液噪(zao)聲的(de)頻率(lü)分布(bu)很寬(kuan),幹擾(rao)的增(zeng)益随(sui)着頻(pin)率的(de)㊙️升高(gao)而降(jiang)低。圖(tu)1爲不(bu)🈲含流(liu)量信(xin)号的(de)漿液(ye)噪聲(sheng)時域(yu)圖及(ji)其對(dui)應的(de)功率(lü)☎️譜密(mi)度圖(tu)。
 
　　對于(yu)1/f噪聲(sheng)的研(yan)究,現(xian)階段(duan)常用(yong)的有(you)兩種(zhong)方法(fa):一種(zhong)是,首(shou)先産(chan)生随(sui)機白(bai)噪聲(sheng),再把(ba)白噪(zao)聲通(tong)過-一(yi)個高(gao)通濾(lü)波器(qi)⁉️經過(guo)濾波(bo)♋的噪(zao)聲可(ke)以近(jin)似看(kan)作是(shi)1/f噪聲(sheng);另一(yi)種是(shi),用狀(zhuang)态機(ji)的🔱方(fang)法經(jing)過複(fu)雜的(de)運算(suan)得到(dao)‼️，或者(zhe)用--種(zhong)⚽需要(yao)複雜(za)方法(fa)的模(mo)型得(de)出1/f噪(zao)聲。
2.1/f噪(zao)聲的(de)統計(ji)解釋(shi)
　　1/f噪聲(sheng)在很(hen)多自(zi)然系(xi)統中(zhong)都有(you)出現(xian)，近些(xie)年來(lai)越來(lai)🤞越多(duo)的人(ren)🌈都試(shi)圖用(yong)數學(xue)分析(xi)的方(fang)法解(jie)釋這(zhe)種現(xian)🚶象，但(dan)是所(suo)有的(de)研究(jiu)都.還(hai)未達(da)成統(tong)一,但(dan)是有(you)一個(ge)共性(xing)是公(gong)認的(de),.下面(mian)是本(ben)文對(dui)1/f的一(yi)種解(jie)釋。
　　則(ze)漿液(ye)沖撞(zhuang)電極(ji)的随(sui)機過(guo)程爲(wei)計數(shu)過程(cheng)，若N(t)表(biao)示時(shi)刻t爲(wei)止累(lei)🙇🏻計的(de)質點(dian)數量(liang),則此(ci)過程(cheng)滿足(zu)以下(xia)條🙇‍♀️件(jian):
1)N(t)≥0;
2)N(t)是正(zheng)整數(shu);
3)若s<t,則(ze)N(s)<N(t);
4)當s<t,N(t)-N(s)等(deng)于區(qu)間(s,t]中(zhong)質點(dian)的數(shu)量。
　　由(you)此可(ke)知,漿(jiang)液沖(chong)撞電(dian)極産(chan)生的(de)噪聲(sheng)，符合(he)泊松(song)過程(cheng),定義(yi)爲🍓:
 
　　其(qi)中n是(shi)平均(jun)脈沖(chong)率,三(san)角方(fang)括号(hao)表示(shi)總體(ti)均值(zhi)。這🏃🏻‍♂️個(ge)功率(lü)💜譜的(de)圖形(xing)，在原(yuan)點處(chu)近乎(hu)平直(zhi),然後(hou)經過(guo)一個(ge)過渡(du)區,在(zai)高頻(pin)處與(yu)1/λ2成比(bi)例!
　　但(dan)是這(zhe)并不(bu)能細(xi)緻的(de)刻畫(hua)1/f噪聲(sheng)的特(te)性,它(ta)還和(he)λ有關(guan)。設💋過(guo)渡🔱區(qu)的兩(liang)個端(duan)點值(zhi)爲λ1和(he)λ2,則功(gong)率譜(pu)表達(da)式爲(wei):
 
　　其中(zhong),K是與(yu)流速(su)、濃度(du)以及(ji)漿液(ye)顆粒(li)形狀(zhuang)有關(guan)的系(xi)數;a是(shi)表征(zheng)噪聲(sheng)1/f特性(xing)的系(xi)數，通(tong)常1<a<2;S(w)爲(wei)噪聲(sheng)序列(lie)中噪(zao)聲頻(pin)率f的(de)統計(ji)幅值(zhi);T是漿(jiang)液顆(ke)粒沖(chong)撞電(dian)極的(de)間隔(ge)時間(jian)。
　　假設(she)y=log10,S(ɷ),b=log10,K,kX=a*log10T,則統(tong)計功(gong)率譜(pu)在對(dui)數坐(zuo)标系(xi)下,可(ke)将漿(jiang)液噪(zao)聲等(deng)效成(cheng)❌Y==b+kX。Y正比(bi)于統(tong)計幅(fu)值,b正(zheng)比于(yu)流速(su)和濃(nong)度,k爲(wei)漿液(ye)固有(you)系數(shu),表征(zheng)❤️不同(tong)種類(lei)的漿(jiang)液。
　　漿(jiang)液噪(zao)聲的(de)幅值(zhi)VA符合(he)高斯(si)分布(bu)，且高(gao)斯分(fen)布的(de)均值(zhi)μ和方(fang)🐇差σ與(yu)b和k有(you)關。即(ji)高斯(si)分布(bu)的均(jun)值增(zeng)大，等(deng)效直(zhi)線斜(xie)率增(zeng)大，截(jie)距減(jian)小;高(gao)斯分(fen)布的(de)方差(cha)增大(da),等效(xiao)直線(xian)斜率(lü)減小(xiao),截距(ju)增大(da);幅值(zhi)倍數(shu)增大(da),截距(ju)增大(da)。
4實驗(yan)驗證(zheng)
　　根據(ju)以上(shang)關系(xi),設計(ji)一種(zhong)漿液(ye)噪聲(sheng)Msury,此噪(zao)聲由(you)功率(lü)🔆譜統(tong)計特(te)性拟(ni)合的(de)直線(xian)符合(he)斜率(lü)爲k=-1.9,截(jie)距爲(wei)b=-52。噪聲(sheng)各頻(pin)段斜(xie)率相(xiang)近,整(zheng)⭐體波(bo)形随(sui)機曲(qu)折。
　　設(she)△=1.37*10-3(s),n=30,mj=100,由以(yi)上構(gou)造方(fang)法可(ke)得時(shi)間序(xu)列Ndis，将(jiang)離散(san)的時(shi)間點(dian)Ndis線性(xing)化，即(ji)時間(jian)累積(ji)得到(dao)
 
　　實驗(yan)結果(guo)如表(biao)1,Data1和Data2爲(wei)實際(ji)噪聲(sheng)測得(de)的數(shu)據。
 
5結(jie)束語(yu)
　　通過(guo)分析(xi)漿液(ye)噪聲(sheng),可以(yi)得到(dao)以下(xia)結論(lun):.
1)根據(ju)漿液(ye)噪聲(sheng)的頻(pin)譜特(te)性的(de)分析(xi),此模(mo)型可(ke)用于(yu)在--定(ding).頻譜(pu)範圍(wei)内近(jin)似代(dai)替實(shi)際漿(jiang)液噪(zao)聲;
2)漿(jiang)液噪(zao)聲在(zai)對數(shu)坐标(biao)下，呈(cheng)現1/f的(de)特性(xing),濃度(du)增加(jia)或者(zhe)流速(su)增加(jia),曲線(xian)上移(yi),濃度(du)下降(jiang)或者(zhe)流速(su)降低(di),曲線(xian)下移(yi);低頻(pin)噪聲(sheng)能量(liang)高于(yu)高頻(pin)噪聲(sheng)，高頻(pin)段比(bi)低頻(pin)段豐(feng)富。

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