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微小口径涡街流量计设计与测量特性研究 被引量:2
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作者 吴奕瑶 谢代梁 +2 位作者 刘铁军 徐雅 黄震威 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第9期244-252,共9页
涡街流量计是基于流体振荡原理对流量进行测量的流量计,但在低流速下输出的信号很微弱,在实际测量过程中会叠加各种现场产生的噪音。并且目前工业上使用小口径涡街流量计在小流量工况下存在测量局限性,一般最小口径仅到DN15。针对目前... 涡街流量计是基于流体振荡原理对流量进行测量的流量计,但在低流速下输出的信号很微弱,在实际测量过程中会叠加各种现场产生的噪音。并且目前工业上使用小口径涡街流量计在小流量工况下存在测量局限性,一般最小口径仅到DN15。针对目前涡街流量计存在的问题对DN10及以下的微小口径涡街流量计结构及参数进行研究,以满足工业上的测量新需求。基于模拟仿真计算平台,建立不同尺寸参数的微小口径涡街流量计数值计算模型并进行仿真计算,提出优化的涡街流量计结构尺寸。通过对不同压力监测点的压力波动强度及频率的研究,分析传感器的最佳布置位置。最后以电磁流量计为标准表对所研制的微小口径涡街流量计在微量程段进行了测试,对该被检流量计的误差、精度等参数进行实验,同时对雷诺数与斯特劳哈尔数之间的关系及仪表系数进行分析,结果表明,仿真所获的测量特性与实验测得的特性具有较好的一致性,且该微小口径涡街流量计相对误差优于0.5%,重复性等指标能够满足微量程段内的测量标准。 展开更多
关键词 涡街流量计 卡门涡街 流道结构 数值仿真 FLUENT 微小口径 取压位置 频谱分析
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基于DSP、具有谱分析功能的涡街流量计信号处理系统 被引量:22
2
作者 徐科军 吕迅竑 +2 位作者 陈荣保 苏建徽 张崇巍 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期255-260,264,共7页
本文介绍一种以数字信号处理器 (DSP)为核心、具有谱分析功能的涡街流量计信号处理系统。它采用周期图谱分析方法对涡街流量计中传感器的信号进行数字处理 ,准确计算出信号的频率 ,测出准确的体积流量。它抗干扰能力强 ,保证现场测量精... 本文介绍一种以数字信号处理器 (DSP)为核心、具有谱分析功能的涡街流量计信号处理系统。它采用周期图谱分析方法对涡街流量计中传感器的信号进行数字处理 ,准确计算出信号的频率 ,测出准确的体积流量。它抗干扰能力强 ,保证现场测量精度 ,扩大量程比 ,现场显示 ,并适用于不同口径和测量不同流体的一次仪表。它采用了 DSP。 展开更多
关键词 涡街流量计 谱分析 快速傅里叶变换 数字信号处理器 DSP
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管壁差压式涡街流量计测量影响因素分析 被引量:12
3
作者 孙志强 张宏建 +1 位作者 黄咏梅 韩雪飞 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期2103-2106,共4页
为了提高涡街流量计的抗干扰性和稳定性并保证测量精度,提出了一种基于管壁差压的旋涡频率检测新方法.在水和空气不同管内流动介质的情况下进行了系统实验.应用旋涡动力学和流体阻抗法,分析了取压位置和引压管频率特性因素对该方法测量... 为了提高涡街流量计的抗干扰性和稳定性并保证测量精度,提出了一种基于管壁差压的旋涡频率检测新方法.在水和空气不同管内流动介质的情况下进行了系统实验.应用旋涡动力学和流体阻抗法,分析了取压位置和引压管频率特性因素对该方法测量性能的影响.实验结果表明,在旋涡发生体下游的一定距离内,取压位置对该方法的斯特劳哈尔数和仪表系数的影响很小,较靠近旋涡发生体迎流面的地方可测流量下限低.引压管的长度应尽量短,并且保证其固有频率与涡街频率相差较大.该方法简便可靠,适应性强,测量下限低. 展开更多
关键词 涡街流量计 管壁差压 旋涡 流量测量 流体阻抗
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基于经典谱估计改进方法的涡街流量计 被引量:28
4
作者 江文斌 秦会斌 +1 位作者 邵李焕 郑梁 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期229-234,共6页
针对涡街流量计高精度、高量程比的要求,在分析涡街信号及其噪声特点的基础上,提出一种采用自适应采样频率和Welch功率谱估计相结合的涡街信号分析处理方法。该方法首先使用经典功率谱估计的FFT算法计算出信号频率的区间范围,然后将信... 针对涡街流量计高精度、高量程比的要求,在分析涡街信号及其噪声特点的基础上,提出一种采用自适应采样频率和Welch功率谱估计相结合的涡街信号分析处理方法。该方法首先使用经典功率谱估计的FFT算法计算出信号频率的区间范围,然后将信号通过相应截止频率的低通滤波器以防止发生混叠现象,采用信号抽取的方法降低采样频率从而减小频谱的最小频率分辨率,最后采用Welch功率谱估计的方法进行谱分析提高信噪比、减少谱失真。仿真及实验结果表明:所提出的涡街信号处理方法能有效地抑制噪声,实现高精度的功率谱计算,对于提升和改进涡街流量计的性能有良好的效果。 展开更多
关键词 涡街流量计 自适应采样 Welch谱估计
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涡街流量计的研究 被引量:41
5
作者 黄咏梅 张宏建 孙志强 《传感技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期776-782,共7页
涡街流量计是目前发展势头十分良好的流量计,在管道流量测量中得到广泛应用,并已跻身通用流量计之列。但涡街流量计尚属发展中流量计,其理论基础和实践经验较薄弱,在使用中,还会出现一些预想不到的问题。为解决这些问题,国内外科研工作... 涡街流量计是目前发展势头十分良好的流量计,在管道流量测量中得到广泛应用,并已跻身通用流量计之列。但涡街流量计尚属发展中流量计,其理论基础和实践经验较薄弱,在使用中,还会出现一些预想不到的问题。为解决这些问题,国内外科研工作者进行了大量的研究工作,并取得了一定进展。从涡街流量计中旋涡分离、涡街发生体形状、涡街信号检测方法及涡街信号分析和处理几方面对国内外研究现状进行了综述,指出研究中存在的难点及今后的研究方向,并提出一种利用涡街原理的新质量流量测量方法。 展开更多
关键词 涡街流量计 钝体绕流 信号处理
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基于DSP的低成本涡街流量计信号处理系统 被引量:17
6
作者 王肖芬 徐科军 陈智渊 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1427-1432,共6页
涡街流量计易受噪声影响,现场测量精度得不到保证,量程比受限。本文选用片上资源丰富的TMS320LF2407A DSP芯片作为处理器,研制相应的数字信号处理系统。系统选用数字滤波加频谱分析的信号处理方法处理传感器信号,提高仪表抑制噪声的能力... 涡街流量计易受噪声影响,现场测量精度得不到保证,量程比受限。本文选用片上资源丰富的TMS320LF2407A DSP芯片作为处理器,研制相应的数字信号处理系统。系统选用数字滤波加频谱分析的信号处理方法处理传感器信号,提高仪表抑制噪声的能力,扩展量程比;模拟信号调理部分加入限幅滤波电路,解决传感器信号强度变化大、需要调整硬件电路参数的问题。该系统体积小、成本低、功能齐全,并可与不同口径的一次仪表匹配。目前该系统已通过实验标定,并应用于工业现场。 展开更多
关键词 涡街流量计 频谱分析 数字滤波 DSP
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基于松弛陷波周期图法的涡街流量计信号处理技术的研究 被引量:10
7
作者 孙宏军 张涛 凌箐 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期577-581,586,共6页
根据涡街信号的特点及其对信号处理方法的要求 ,借鉴最大似然谱估计方法的研究成果 ,在周期图法的基础上提出了更适用于涡街频率估计的松弛陷波周期图法 ,该方法兼有高频率分辨率和高计算效率的特点 ,而且有很强的抗复杂噪声干扰的能力... 根据涡街信号的特点及其对信号处理方法的要求 ,借鉴最大似然谱估计方法的研究成果 ,在周期图法的基础上提出了更适用于涡街频率估计的松弛陷波周期图法 ,该方法兼有高频率分辨率和高计算效率的特点 ,而且有很强的抗复杂噪声干扰的能力。同时进行了仿真和实验 ,证明该方法是一种有效的涡街信号处理方法 ,能够在一定程度上提高流量计精度 ,扩大量程比 。 展开更多
关键词 陷波 周期图 复杂噪声 频率估计 最大似然 信号处理技术 谱估计 涡街信号 涡街流量计 量程比
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基于自适应陷波的涡街流量计信号处理系统 被引量:13
8
作者 徐科军 汪安民 +2 位作者 吕迅竑 陈荣保 苏建徽 《计量学报》 CSCD 北大核心 2000年第3期199-204,共6页
本文介绍了以数字信号处理器 (DSP)为核心的实时处理系统 ,采用自适应陷波方法计算涡街流量计信号的频率。自适应陷波器只需估计一个参数。采用了DSP ,使得信号处理实时和系统小型化。实测结果说明 ,自适应陷波方法和实时处理系统是有... 本文介绍了以数字信号处理器 (DSP)为核心的实时处理系统 ,采用自适应陷波方法计算涡街流量计信号的频率。自适应陷波器只需估计一个参数。采用了DSP ,使得信号处理实时和系统小型化。实测结果说明 ,自适应陷波方法和实时处理系统是有效的。 展开更多
关键词 涡街流量计 自适应陷波方法 数字信号处理器
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气体可压缩性对涡街流量计计量性能影响分析 被引量:20
9
作者 许文达 张涛 +2 位作者 毕英 刘伟光 辛龙海 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2013年第9期797-802,共6页
分析了涡街流量计的基本原理;运用可压缩流体的流体力学方程,对涡街流量计的流场速度进行了计算分析,得到了可压缩流体中等熵指数κ对仪表系数影响的计算公式,并采用MATLAB对公式进行了计算分析,发现仪表系数随流体可膨胀性的加剧而呈... 分析了涡街流量计的基本原理;运用可压缩流体的流体力学方程,对涡街流量计的流场速度进行了计算分析,得到了可压缩流体中等熵指数κ对仪表系数影响的计算公式,并采用MATLAB对公式进行了计算分析,发现仪表系数随流体可膨胀性的加剧而呈现增大的的变化趋势,且在速度为50 m/s时偏差达到1.54%;最后,通过实验测试数据及CFD仿真对可压缩流体和不可压缩流体的仪表系数进行了研究,研究结果表明,理论计算得到的系数偏差曲线与实验测试和仿真得到的系数偏差曲线变化趋势一致。 展开更多
关键词 涡街流量计 气体可压缩流性 等熵指数 仪表系数 计算流体力学
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涡街流量计在氮肥厂的成功应用 被引量:14
10
作者 杨松柏 曾广胜 孙卫国 《天然气化工—C1化学与化工》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期59-60,72,共3页
简要介绍了涡街流量计在塔西南化肥厂的成功应用,叙述了涡街流量计的工作原理、安装及使用过程中的注意事项;总结了涡街流量计在现场应用中的故障处理及常规维护。
关键词 涡街流量计 氮肥厂 测量 蒸汽 应用
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基于小波变换的涡街流量计信号处理方法 被引量:33
11
作者 徐科军 汪安民 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期636-639,共4页
涡街流量计有许多优点 ,应用比较广泛。但是 ,涡街流量计易于受到由管道振动和流场扰动引起的噪声干扰。涡街流量计中的处理电路不能保证仪表在工业现场的测量精度。本文研究基于小波变换的涡街流量计信号处理方法。本文介绍小波变换的... 涡街流量计有许多优点 ,应用比较广泛。但是 ,涡街流量计易于受到由管道振动和流场扰动引起的噪声干扰。涡街流量计中的处理电路不能保证仪表在工业现场的测量精度。本文研究基于小波变换的涡街流量计信号处理方法。本文介绍小波变换的基本原理和快速算法 ,分析小波滤波器的幅频特性 ,研究调整滤波器中心频率的方法 ,给出涡街信号的处理过程 ,进行仿真和实验测试。仿真和实验结果表明 ,小波变换能有效地减小了噪声影响 ,使频率测量的精度高 ,处理实时。小波变换是涡街流量计信号处理的一种新方法。 展开更多
关键词 涡街流量计 小波变换 信号处理 频率测量
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分层注水工艺中涡街流量计信号处理方法研究 被引量:10
12
作者 贾德利 于泳 +2 位作者 陈召 邹天洋 赵明鑫 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1513-1519,共7页
在一体化分层注水工艺中,每个层段的流量都要精确测量,而其所需的流量计必须能长期置于井下,综合考虑选择涡街流量计作为智能分层注水工艺中的流量检测装置。但涡街流量计易于受到管道震动和流场扰动引起的噪声干扰,且注水管道在注水的... 在一体化分层注水工艺中,每个层段的流量都要精确测量,而其所需的流量计必须能长期置于井下,综合考虑选择涡街流量计作为智能分层注水工艺中的流量检测装置。但涡街流量计易于受到管道震动和流场扰动引起的噪声干扰,且注水管道在注水的过程中更容易产生干扰信号,尤其在小流量处很难分辨出传感器产生的频率信号。本文根据涡街流量计的特点,提出一种以硬件和Mallat算法相结合,处理低频段无法分辨的问题,并进行了试验验证和现场应用。实验结果表明,使用该种方法,能有效的减少噪声干扰,降低了流量计的下限,提高了精度。 展开更多
关键词 一体化分层注水 涡街流量计 小波变换 低频
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涡街流量计与孔板流量计压力损失的比较研究 被引量:9
13
作者 贾云飞 张涛 张清鹏 《计量学报》 CSCD 北大核心 2008年第2期134-137,共4页
通过试验对涡街流量计的压力损失进行了研究,并与孔板流量计的压力损失进行了比较。涡街流量计与孔板流量计使用广泛,因此有些研究人员对两种流量计的压力损失进行过比较,但比较时没有在保证两种流量计有效流通面积相等的情况下进行,这... 通过试验对涡街流量计的压力损失进行了研究,并与孔板流量计的压力损失进行了比较。涡街流量计与孔板流量计使用广泛,因此有些研究人员对两种流量计的压力损失进行过比较,但比较时没有在保证两种流量计有效流通面积相等的情况下进行,这就使最后的结果没有说服力。在保证两种流量计流通面积相等的条件下,对它们的压力损失进行了比较。结果表明,孔板流量计的压力损失与涡街流量计的压力损失的比值并没有一些文献中给出的那么大。 展开更多
关键词 计量学 涡街流量计 孔板流量计 压力损失 压力损失系数 气体装置
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涡街流量计信号估计的自适应陷波方法 被引量:25
14
作者 徐科军 汪安民 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期206-207,214,共3页
本文提出采用自适应陷波方法计算涡街流量计输出信号的频率 ,并给出实验结果。流量计信号为一窄带信号 ,自适应陷波抑制一个特定的频率 ,即涡街频率 ,并且几乎不受位于带宽以外频率的影响。此自适应陷波器只需估计一个参数 ,频率计算非... 本文提出采用自适应陷波方法计算涡街流量计输出信号的频率 ,并给出实验结果。流量计信号为一窄带信号 ,自适应陷波抑制一个特定的频率 ,即涡街频率 ,并且几乎不受位于带宽以外频率的影响。此自适应陷波器只需估计一个参数 ,频率计算非常简单。与以前的频率估计方法相比 ,它有许多优点 。 展开更多
关键词 涡街流量计 频率估计 自适应陷波方法 信号估计
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基于噪声模板与互相关计算的涡街流量计抗强振动方法 被引量:9
15
作者 徐科军 王沁 +1 位作者 方敏 邵春莉 《计量学报》 CSCD 北大核心 2015年第1期37-42,共6页
根据涡街流量计在工作现场受强振动噪声干扰的情况,搭建振动实验平台,进行振动实验。对采集的数据进行功率谱分析和带宽特征分析,建立噪声模板,并量化描述噪声的带宽特性。进行噪声模板与传感器输出信号功率谱的互相关计算,提出利... 根据涡街流量计在工作现场受强振动噪声干扰的情况,搭建振动实验平台,进行振动实验。对采集的数据进行功率谱分析和带宽特征分析,建立噪声模板,并量化描述噪声的带宽特性。进行噪声模板与传感器输出信号功率谱的互相关计算,提出利用噪声和涡街信号归一化互相关系数曲线进行噪声判别的抗强振动干扰的方法。对振动实验中采集的传感器数据进行处理,验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 计量学 涡街流量计 强振动干扰 噪声模板 互相关计算 归一化互相关系数曲线
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蒸汽对涡街流量计计量特性影响分析 被引量:6
16
作者 许文达 张涛 +2 位作者 毕英 李宝 刘伟光 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期683-688,共6页
通过涡街流量计分别在以水为介质的水流量计量标准装置、以空气为介质的音速喷嘴法气体流量标准装置和以蒸汽为介质的蒸汽流量标准装置进行比对实验,测试了涡街流量计仪表系数和其介质的关系,实验结果表明3种介质条件下仪表系数存在规... 通过涡街流量计分别在以水为介质的水流量计量标准装置、以空气为介质的音速喷嘴法气体流量标准装置和以蒸汽为介质的蒸汽流量标准装置进行比对实验,测试了涡街流量计仪表系数和其介质的关系,实验结果表明3种介质条件下仪表系数存在规律性偏差,利用流体力学及卡门涡街原理,结合蒸汽独特的热力学性质,深入分析了蒸汽对涡街流量计计量特性造成计量性能影响的因素,对涡街流量计在3种介质下仪表系数存在规律性偏差实验结论进行了解释和分析,得到了蒸汽和空气流体条件下的计算拟合公式,并提出了系数修正的计算方法. 展开更多
关键词 蒸汽 涡街流量计 可压缩流体 旋涡发生体 等熵指数 仪表系数
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涡街流量计在含气液体测量中的试验研究 被引量:6
17
作者 贾云飞 张涛 孔德仁 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期103-107,共5页
在以水为连续相的流体里注入少量空气,空气为离散相,研究了涡街流量计在这种两相流条件下的测量特性。试验在直径为50mm的水平管道中进行,水的流量为6—12m3/h,注入的气体体积含气率为3%~15%。涡街流量计同时用谱分析以及脉冲... 在以水为连续相的流体里注入少量空气,空气为离散相,研究了涡街流量计在这种两相流条件下的测量特性。试验在直径为50mm的水平管道中进行,水的流量为6—12m3/h,注入的气体体积含气率为3%~15%。涡街流量计同时用谱分析以及脉冲计数对水流量进行测量,并且对两种不同测量方式进行了比较。通过对试验数据的处理,分析了不同的含气率对涡街流量计测量误差的影响。 展开更多
关键词 涡街流量计 两相流 谱分析 脉冲计数 仪表系数
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基于数字频谱与模拟带通滤波组的两线制涡街流量计 被引量:5
18
作者 徐科军 刘三山 +1 位作者 刘家祥 罗清林 《计量学报》 CSCD 北大核心 2011年第1期25-30,共6页
基于MSP430F1611单片机,采用数字频谱分析与模拟带通滤波器组相结合的方式,研制新型两线制数字涡街流量计,以扩展量程比,保证现场测量精度,并实现低功耗工作,解决目前此类流量计存在的关键性技术问题。采用低功耗运放和数字电位... 基于MSP430F1611单片机,采用数字频谱分析与模拟带通滤波器组相结合的方式,研制新型两线制数字涡街流量计,以扩展量程比,保证现场测量精度,并实现低功耗工作,解决目前此类流量计存在的关键性技术问题。采用低功耗运放和数字电位器组成程控放大器,以适应涡街传感器输出信号强度较大范围的变化;根据少点数FFT计算结果,选择带通滤波器组,既满足涡街传感器信号频率范围变化大的需要,又对涡街信号进行最佳滤波;设计有效的电源管理模块和电流输出电路,为仪表两线制工作提供足够的电流。 展开更多
关键词 计量学 涡街流量计 低功耗 两线制 单片机 数字信号处理
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管道振动对涡街流量计测量影响的试验研究 被引量:7
19
作者 邢娟 张涛 郝松 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期112-115,共4页
为研究管道振动对涡街流量计测量的影响,以国内普遍使用的应力式涡街流量计为研究对象,在气体流量管道振动试验装置上,流量范围35 m3/h^145 m3/h内,分别在不同管道振动加速度(0.05 g、0.1 g、0.2 g、0.5 g、1 g)、频率(40 Hz、100 Hz、2... 为研究管道振动对涡街流量计测量的影响,以国内普遍使用的应力式涡街流量计为研究对象,在气体流量管道振动试验装置上,流量范围35 m3/h^145 m3/h内,分别在不同管道振动加速度(0.05 g、0.1 g、0.2 g、0.5 g、1 g)、频率(40 Hz、100 Hz、200 Hz)、垂直和水平方向上进行了一系列管道振动试验。通过对不同管道振动情况下的涡街流量计仪表系数误差分析发现,涡街仪表系数误差随管道振动加速度的增加而变大,抗振性能较差;相同振动加速度下,仪表系数误差随流量增大有减小趋势,小流量下对管道振动尤为敏感;同一振动加速度下,仪表系数误差随管道振动频率增大而减小;水平方向管道振动较之垂直方向仪表系数误差更小,抗振性能更好。 展开更多
关键词 涡街流量计 管道振动 压电检测 抗振性能
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基于Burg法AR模型谱估计的涡街流量计旋涡脱落频率提取 被引量:14
20
作者 孙志强 陈延平 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期1684-1688,共5页
为了从含噪信号中准确高效地提取出旋涡脱落频率,采用基于Burg算法的AR模型谱估计对测量介质为水、流量范围为3~35 m3/h的涡街流量计输出信号进行分析,讨论AR模型阶次对旋涡脱落频率估计性能的影响,建立频率相对误差小于3%的AR模型最小... 为了从含噪信号中准确高效地提取出旋涡脱落频率,采用基于Burg算法的AR模型谱估计对测量介质为水、流量范围为3~35 m3/h的涡街流量计输出信号进行分析,讨论AR模型阶次对旋涡脱落频率估计性能的影响,建立频率相对误差小于3%的AR模型最小阶次与旋涡脱落频率的拟合关系式。结果表明,基于Burg算法的AR模型谱估计对涡街流量计旋涡脱落频率的提取精度较高;AR模型的阶次对Burg算法的谱估计精度和计算效率有重要影响,应选用匹配的AR模型阶次对涡街流量计输出信号进行估计;AR模型最小阶次随旋涡脱落频率的增大而减小。 展开更多
关键词 涡街流量计 旋涡脱落频率 谱估计 AR模型 Burg算法
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