摘(zhai)要:電磁(ci)流量計(ji) 在測量(liang)漿液時(shi),會受到(dao)漿液噪(zao)聲的幹(gan)擾,這種(zhong)幹擾是(shi)影響☁️流(liu)💰量測量(liang)等指标(biao)的主要(yao)影響因(yin)素。由大(da)量實驗(yan)得知,漿(jiang)液噪聲(sheng)符合1/f噪(zao)聲特性(xing),通過對(dui)1/f噪聲的(de)理論分(fen)📞析和數(shu)學計算(suan),可以得(de)到漿液(ye)噪聲的(de)數學模(mo)型。最後(hou)綜合漿(jiang)液的物(wu)理特性(xing),可以得(de)到參數(shu)可控的(de)漿液噪(zao)聲的仿(pang)真模型(xing),該模型(xing)對😄噪聲(sheng)研究和(he)🎯電磁流(liu)量計設(she)計研發(fa)都具有(you)一定的(de)實際價(jia)值。
　　電磁(ci)流量計(ji)的測量(liang)通道是(shi)一段光(guang)滑的直(zhi)管段,不(bu)會堵塞(sai),非常适(shi)用于測(ce)量含有(you)因體的(de)固液兩(liang)相流體(ti)，且電磁(ci)流量計(ji)在檢測(ce)時不會(hui)帶來壓(ya)力等外(wai)力作用(yong)。所以節(jie)能效果(guo)好1。電磁(ci)流♈量計(ji)采用法(fa)拉第電(dian)🤩磁感應(ying)定🏃🏻律作(zuo)爲設計(ji)原理，測(ce)👣量的體(ti)積流量(liang)基本上(shang)不受流(liu)體的密(mi)度、溫度(du)、壓力、粘(zhan)度和電(dian)導率變(bian)化的明(ming)顯影響(xiang)❤️,且其口(kou)徑範圍(wei)選擇餘(yu)地大,流(liu)量測量(liang)範圍寬(kuan),也可用(yong)于測量(liang)具有腐(fu)蝕性的(de)液體。
　　電(dian)磁流量(liang)計在測(ce)量液體(ti)時，兩個(ge)電極與(yu)被測液(ye)體相接(jie)觸,這樣(yang)可以更(geng)準确地(di)測量由(you)于外加(jia)激勵而(er)産生🛀的(de)電荷偏(pian)移回👈。流(liu)速爲V的(de)流體在(zai)外加磁(ci)場的情(qing)況下❤️，切(qie)割磁力(li)線,向兩(liang)個電🌈極(ji)方向移(yi)動,形成(cheng)電🌈勢差(cha)E。但是在(zai)接觸過(guo)程中,被(bei)測🍓液體(ti)中混合(he)的大小(xiao)質量不(bu)均的固(gu)體顆粒(li)在流體(ti)運動中(zhong)💋,随機的(de)沖撞電(dian)極,使得(de)輸出🧑🏽‍🤝‍🧑🏻信(xin)号出現(xian)頻繁的(de)跳動，這(zhe)種現象(xiang)叫做漿(jiang)狀流體(ti)噪聲。即(ji)漿液噪(zao)聲4。
1.1/f噪聲(sheng)的宏觀(guan)解釋
　　漿(jiang)液内部(bu)含有大(da)量的紙(zhi)漿或砂(sha)漿等大(da)小不均(jun)的固體(ti)顆粒，漿(jiang)液流動(dong)時,這些(xie)顆社會(hui)沖撞到(dao)電磁流(liu)量計的(de)測量電(dian)極上,使(shi)得測量(liang)電極産(chan)生一個(ge)突變信(xin)号，大量(liang)的突變(bian)信号擾(rao)亂了正(zheng)常的測(ce)量信号(hao),原本應(ying)該平滑(hua)的感應(ying)電勢疊(die)加上噪(zao)聲，使得(de)流量測(ce)量産生(sheng)偏差。
　　将(jiang)漿液噪(zao)聲從流(liu)量信号(hao)裏抽離(li)出來，并(bing)從頻域(yu)的😍角度(du)✌️分💚析可(ke)✍️知,漿液(ye)噪聲的(de)功率譜(pu)密度符(fu)合1/f噪聲(sheng)特性,即(ji)信号的(de)✏️功率譜(pu)能量分(fen)布和頻(pin)率成反(fan)比。功率(lü)譜分析(xi)表明漿(jiang)液噪聲(sheng)的頻率(lü)分布很(hen)寬,幹擾(rao)的🐅增益(yi)随着頻(pin)率的升(sheng)高而降(jiang)低㊙️。圖1爲(wei)不含流(liu)量信号(hao)的漿液(ye)噪聲時(shi)域圖及(ji)其👈對應(ying)的功率(lü)譜密度(du)圖6]。。

　　對于(yu)1/f噪聲的(de)研究,現(xian)階段常(chang)用的有(you)兩種方(fang)法:一種(zhong)是，首先(xian)産生随(sui)機白噪(zao)聲,再把(ba)白噪聲(sheng)通過一(yi)個高通(tong)濾波器(qi),經過濾(lü)波♻️的噪(zao)聲可以(yi)近似看(kan)作是1/f噪(zao)聲💰;另一(yi)種是,用(yong)狀态機(ji)的方法(fa)經過複(fu)雜的運(yun)算得到(dao)👈,或者用(yong)一種需(xu)要複雜(za)方法的(de)模型得(de)出1/f噪聲(sheng)。
2.1/f噪聲的(de)統計解(jie)釋
　　1/f噪聲(sheng)在很多(duo)自然系(xi)統中都(dou)有出現(xian)，近些年(nian)來越來(lai)越多的(de).人✨都試(shi)圖用數(shu)學分析(xi)的方法(fa)解釋這(zhe)種現❄️象(xiang)，但是所(suo)有的研(yan)究都還(hai)未達成(cheng)統一7,但(dan)是有一(yi)個共性(xing)是公認(ren)的,。下面(mian)是本文(wen)對1/f的一(yi)種解釋(shi)。
　　設在一(yi)段時間(jian)内(t>0),漿液(ye)顆粒沖(chong)撞電極(ji)産生的(de)噪聲電(dian)壓值的(de)大小與(yu)沖撞電(dian)💜極的顆(ke)粒的大(da)小(流體(ti)濃度)、力(li)度(流體(ti)速度).幾(ji)何形狀(zhuang)🔞有關👅,假(jia)定将漿(jiang)液顆粒(li)分化爲(wei)質量、形(xing)狀統一(yi)的質點(dian),漿液顆(ke)粒沖撞(zhuang)電極産(chan)生的噪(zao)聲電壓(ya)值正比(bi)于質點(dian)的數量(liang),即在某(mou)一時刻(ke)t,産生的(de)噪聲值(zhi)的幅值(zhi)用質點(dian)的數量(liang)🐆來描述(shu)間。
　　則漿(jiang)液沖撞(zhuang)電極的(de)随機過(guo)程爲計(ji)數過程(cheng),若N(t)表示(shi)時刻❓t爲(wei)止累💜計(ji)的質點(dian)數量,則(ze)此過程(cheng)滿足以(yi)下條件(jian):


　　其中,K是(shi)與流速(su)、濃度以(yi)及漿液(ye)顆粒形(xing)狀有關(guan)的系數(shu);a是表征(zheng)💁噪聲1/f特(te)性的系(xi)數,通常(chang)1<α<2;S(?)爲噪聲(sheng)序列中(zhong)噪聲頻(pin)👌率f的統(tong)計幅值(zhi);T是漿🤞液(ye)顆粒沖(chong)撞電極(ji)的間隔(ge)時間。
　　假(jia)設y=log10S(?),b=log10,K,kX=α*log10T,則統(tong)計功率(lü)譜在對(dui)數坐标(biao)系下，可(ke)将漿液(ye)噪聲等(deng)效成Y=b+kX。Y正(zheng)比于統(tong)計幅值(zhi),b正比于(yu)流速和(he)濃度,k爲(wei)漿液國(guo)有系數(shu)✨,表征不(bu)同種類(lei)的漿液(ye)。
　　漿液噪(zao)聲的幅(fu)值VA符合(he)高斯分(fen)布,且高(gao)斯分布(bu)的均值(zhi)✊μ和方🧑🏾‍🤝‍🧑🏼差(cha)σ與b和k有(you)關。即高(gao)斯分布(bu)的均值(zhi)增大,等(deng)效直線(xian)斜率增(zeng)大,截距(ju)減小;高(gao)斯分布(bu)的方差(cha)增大,等(deng)效直線(xian)⛷️斜率減(jian)小,截距(ju)🔞增大;幅(fu)值倍數(shu)增大,截(jie)距增大(da)。
4實驗驗(yan)證
　　根據(ju)以上關(guan)系,設計(ji)一種漿(jiang)液噪聲(sheng)Msun,此噪聲(sheng)由功率(lü)譜統計(ji)特性拟(ni)合的直(zhi)線符合(he)斜率爲(wei)k=-1.9,截距爲(wei)b=-52。噪聲各(ge)頻🏃‍♂️段斜(xie)率相近(jin)。整體波(bo)形随機(ji)曲折。

實(shi)驗結果(guo)如表1,Data1和(he)Data2爲實際(ji)噪聲測(ce)得的數(shu)據。

5結束(shu)語
　　通過(guo)分析漿(jiang)液噪聲(sheng),可以得(de)到以下(xia)結論:
1)根(gen)據漿液(ye)噪聲的(de)頻譜特(te)性的分(fen)析,此模(mo)型可用(yong)于🏃🏻‍♂️在一(yi)定頻🈚譜(pu)範圍内(nei)近似代(dai)替實際(ji)漿液噪(zao)聲;
2)漿液(ye)噪聲在(zai)對數坐(zuo)标下,呈(cheng)現1/f的特(te)性,濃度(du)增加或(huo)者❄️流📞速(su)增🏃‍♀️加,曲(qu)線上移(yi),濃度下(xia)降或者(zhe)流速降(jiang)低,曲線(xian)下🧑🏽‍🤝‍🧑🏻移;低(di)頻噪聲(sheng)能量高(gao)🈲于高頻(pin)噪聲,高(gao)頻段比(bi)低頻段(duan)豐🐅富.

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