說到方面的知識，很多沒有接觸過這個行業(yè)的客戶應(yīng)該都不會太了解，不過沒有關(guān)系，智能渦街流量計廠家小編特意從一些專業(yè)廠家了解到了相關(guān)知識，下面就分享給大家。

 本文提出了一種高端流量測量儀——聲納流量監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用管外帶有纏繞通道的陣列聚偏氟乙烯壓電薄膜傳感器，以檢測流體通過管壁時對流渦流產(chǎn)生的振動信號。  它是中國制造的高端自動儀器，受待測流體的溫度和壓力等流體特性參數(shù)的影響很小。  本文以一個實例介紹了聲納流量檢測系統(tǒng)的關(guān)鍵處理步驟。  一種確定陣列信號孔徑的方法  

1用于陣列信號處理的窗函數(shù)孔徑計算

通過管道流動的流體參數(shù)由空間陣列測量，該空間陣列具有沿管道不同軸向位置布置的8個傳感器  每個壓力傳感器提供時域信號，指示管道中相應(yīng)軸向位置處的不穩(wěn)定壓力  來自每個壓力傳感器的時域信號被持續(xù)時間為d的時間窗分成幾個時間窗段，然后這幾個時間窗段被轉(zhuǎn)換成幾個頻譜  時間窗口段可以重疊  時間窗口的持續(xù)時間d被調(diào)整以反映流體參數(shù)  

在特定實施例中，持續(xù)時間d被確定為至少兩個傳感器的空間陣列的孔徑長度的函數(shù)  例如，持續(xù)時間D可以確定為:[/小時/]D=C(孔徑)/u這里，C是常數(shù)，孔徑是空間陣列的間隔，u是流體的平均流速  

另一方面，幾個頻譜的時間和頻率范圍被調(diào)整以反映流體參數(shù)  定義時間頻率范圍的最小和最大頻率限制如下確定:這里，f min = C min u/δx和f max = C max u/δx，f max和f min分別是最大和最小頻率限制，C max和C min是常數(shù)，δx是空間陣列中傳感器的間距  流體的近似流速最初是通過粗略分割可能的流速范圍來找到的，例如，每一個都比前一個大約高5%  對于每個步驟，選擇一個頻率范圍進行分析，以避免空間混疊和共模噪聲。  時域壓力信號p1 (t)...pn (t)被提供作為快速傅立葉變換邏輯的輸入，每個pn(t)被時間窗長度d和已知的窗函數(shù)(例如漢明窗、貝塞爾窗等)分成較短的時間。)  每個時間窗口段可以彼此獨立或者可以重疊  

傳感器的輸入信號P 1 (t)、P 2 (t)…、或P 2 (t)由FFT邏輯酌情接收  輸入信號的三個重疊時間窗口段，其持續(xù)時間d由窗口函數(shù)產(chǎn)生  使用大約50%的時間窗口重疊  可以設(shè)置為用戶輸入值  

沿陣列方向的所有傳感器都被視為相干結(jié)構(gòu)。為了滿足檢測分辨率要求，時間窗口需要具有足夠的持續(xù)時間d，以確保一定量的流體流過傳感器陣列。  描述這個持續(xù)時間的參數(shù)是:對于具有均勻間隔的傳感器陣列，可以寫出上面的公式:這里，n是傳感器的數(shù)量；δx是傳感器間隔，單位為英尺；u是平均流速。  那么以秒為單位的時間窗口持續(xù)時間d被設(shè)置成與該參數(shù)成比例:這里，c是一個常數(shù)  經(jīng)驗表明，碳含量應(yīng)該在5%以上  

2 FFT處理

選擇合適的孔徑后，使用數(shù)字信號處理器(DSP)。在計算快速傅立葉變換時，為了計算效率，每個快速傅立葉變換中離散數(shù)據(jù)點的數(shù)量應(yīng)該是2的冪(或者可以分為

)的最小素數(shù)。  在這種情況下，有必要滿足上述窗口持續(xù)時間判斷標(biāo)準(zhǔn)，同時優(yōu)化快速傅立葉變換算法的性能，數(shù)字化數(shù)據(jù)，并且

根據(jù)上述d給出的分段使用窗口函數(shù)(與最近的整數(shù)數(shù)據(jù)點進行權(quán)衡)  然后，在快速傅立葉變換計算之前，時間窗口段被歸零，等于

到下一個最高功率2  

例如，間隔6.7厘米的8個傳感器陣列以4.096千赫采樣，用于測量1米/秒至10米/秒的流體流速。  時間窗口段中離散數(shù)據(jù)點的數(shù)量以D×Fs表示，其中Fs是以赫茲為單位的采樣頻率  如果C=5，速度為1米/秒。  那么一個窗口中的點數(shù)是:

然后對每個9557點數(shù)據(jù)段使用適當(dāng)?shù)拇翱诤瘮?shù)  然后將窗口段歸零，以包含16384個點(高于9557的下一個2次方)，并計算快速傅立葉變換  

類似地，當(dāng)計算出的流體流速為10m/sec時，計算出的時間窗號為956，并且時間窗段填充有0到1024個點  該方法還可以通過用零填充時間窗口段到大于2的下一個質(zhì)因數(shù)(即3或4)的最高值(即1024 * 3 = 3072，其包含質(zhì)因數(shù)2和3)來工作  這種變化的優(yōu)點是保持快速傅立葉變換的效率，因為質(zhì)因數(shù)很小，需要較少的填充   

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