摘要:電磁流量計(jì)在測量漿液時，會(hui)受到漿液噪聲的(de)幹擾,這種幹擾是(shi)影響🚩流量✊測量等(deng)指标的主要影響(xiang)因素。由大量實驗(yan)得知,漿液噪聲符(fu)合🏃🏻‍♂️1/f噪聲特性,通過(guo)對1/f噪聲的💁理論分(fen)析和數學計算,可(ke)以得到漿液噪聲(sheng)的數學模型。最後(hòu)綜合漿液的物理(li)特性,可以得到參(cān)數可控的漿液噪(zao)聲的仿真模♌型，該(gai)模型對噪聲和電(diàn)磁🍉流量計設計都(dou)具有一定的實際(jì)價值。
　　漿液型電磁(ci)流量計的測量通(tong)道是一段段光滑(huá)的直管段,不會堵(du)塞,非常适用🌈于測(ce)量含有固體的固(gù)液兩相流體，且電(dian)磁流量計在檢測(cè)時不會帶來壓力(li)等外力作用,所以(yi)節能效果好"。電磁(cí)流量計采用🌍法拉(lā)第⭐電磁感應定律(lǜ)作爲設⭐計原理，測(ce)量的體積流量基(jī)本.上不受流體的(de)密度、溫度、壓力、粘(zhān)度‼️和電導率變化(huà)的明顯影🍓響,且其(qi)口徑範圍選擇餘(yu)地大,流量測量範(fan)圍寬,也可用于測(ce)量具有💃腐蝕性的(de)液體。
　　電磁流量計(ji)在測量液體時，兩(liang)個電極與被測液(yè)體相接✔️觸♍,這樣可(ke)以更正确地測量(liang)由于外加激勵而(ér)産生的電荷偏🥵移(yi)。流💃速爲V的流體在(zai)外加磁場的情況(kuang)下,切割磁力線,向(xiàng)兩㊙️個電極方向移(yi)🆚動,形成電勢差E。但(dàn)是在接觸過程中(zhong),被測液體中混合(hé)的大小質📞量不均(jun1)的固體顆粒在流(liú)體運動中，随機的(de)沖撞電極，使得輸(shū)出信号出現頻繁(fan)的跳動,這種現象(xiang)叫做漿狀流體噪(zao)聲，即漿液噪聲。
1.1/f噪(zao)聲的宏觀解釋
　　漿(jiāng)液内部含有大量(liàng)的紙漿或砂漿等(deng)大小不均的固體(tǐ)顆粒,漿液流動時(shí),這些顆粒會沖撞(zhuang)到電磁流量計的(de)測量電極上,使得(de)測量電極産生一(yi)個突變信号，大量(liàng)的突🧑🏾‍🤝‍🧑🏼變信号擾亂(luàn)了正常的測量信(xìn)号,原🍉本應該平滑(hua)的感應電勢疊加(jia).上噪聲,使得流量(liang)測♋量産生偏差'5]。将(jiāng)漿液噪聲🙇🏻從流量(liang)信号裏抽離出來(lai),并從頻域的角度(du)分析可知,漿液噪(zào)聲的功率譜密度(dù)符合1/f噪聲特性🔱，即(ji)信号♻️的功率譜能(neng)量分布和頻率㊙️成(cheng)反比。功率譜分析(xi)表明漿液噪聲⭐的(de)頻率分布很寬,幹(gan)擾的增益随着頻(pin)率的升高而降低(dī)。圖1爲不♊含流量信(xin)号的漿液噪聲✔️時(shí)域圖及其對應的(de)功率譜密度圖。
 
　　對(duì)于1/f噪聲的研究,現(xian)階段常用的有兩(liang)種方法:一種是,首(shou)先産生⛹🏻‍♀️随機白噪(zao)聲,再把白噪聲通(tōng)過-一個高通濾波(bō)器經過濾波的噪(zao)聲可以近似看作(zuò)是1/f噪聲;另一種是(shi),用狀态機的方法(fǎ)經過複雜的運算(suàn)得到，或者用--種需(xu)要複雜方法的模(mo)🔆型得出1/f噪🔴聲。
2.1/f噪聲(shēng)的統計解釋
　　1/f噪聲(sheng)在很多自然系統(tong)中都有出現，近些(xiē)年來越來❌越🈲多的(de)人都試圖用數學(xue)分析的方法解釋(shì)這種現象，但是所(suo)有的研究都.還⁉️未(wèi)達成統一,但是有(yǒu)一個共性是公認(ren)的,.下面是本文對(duì)1/f的一種解釋。
　　則漿(jiāng)液沖撞電極的随(sui)機過程爲計數過(guo)程，若N(t)表示時刻t爲(wei)止累計的質點數(shù)量,則此過程滿足(zu)以下條件:
1)N(t)≥0;
2)N(t)是正整(zhěng)數;
3)若s<t,則N(s)<N(t);
4)當s<t,N(t)-N(s)等于區(qu)間(s,t]中質點的數量(liàng)。
　　由此可知,漿液沖(chong)撞電極産生的噪(zào)聲，符合泊松過🌈程(chéng),定義爲:
 
　　其中n是平(ping)均脈沖率,三角方(fang)括号表示總體均(jun1)值。這個功率♈譜♻️的(de)圖形，在原點處近(jìn)乎平直,然後經過(guò)一個過渡區⭕,在高(gāo)頻處與1/λ2成比例!
　　但(dan)是這并不能細緻(zhi)的刻畫1/f噪聲的特(tè)性,它還和λ有關。設(she)✏️過渡區的兩個端(duān)點值爲λ1和λ2,則功率(lü)譜表達式爲:
 
　　其中(zhong),K是與流速、濃度以(yi)及漿液顆粒形狀(zhuang)有關的系數;a是表(biao)✉️征噪聲1/f特性的系(xi)數，通常1<a<2;S(w)爲噪聲序(xù)列中噪聲頻♌率f的(de)統計幅值;T是漿液(ye)顆粒沖撞電極的(de)間隔時間。
　　假設y=log10,S(ɷ),b=log10,K,kX=a*log10T,則(zé)統計功率譜在對(dui)數坐标系下,可将(jiang)漿液噪🌐聲等效✍️成(chéng)Y==b+kX。Y正比于統計幅值(zhí),b正比于流速和濃(nong)度,k爲漿液固有系(xi)數,表征不同種類(lèi)的漿液。
　　漿液噪聲(sheng)的幅值VA符合高斯(sī)分布，且高斯分布(bù)的均🥵值μ和方差σ與(yǔ)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻b和k有關。即高斯分(fèn)布的均值增大，等(děng)效直線✂️斜率增大(dà)㊙️，截距減小🔆;高斯分(fèn)布的方差增大,等(děng)效直線🚶斜率減小(xiao),截距增大;幅值倍(bèi)數增大,截距增🐕大(dà)。
4實驗驗證
　　根據以(yi)上關系,設計一種(zhǒng)漿液噪聲Msury,此噪聲(sheng)由功率譜🐪統計🔞特(tè)性拟合的直線符(fu)合斜率爲k=-1.9,截距爲(wei)b=-52。噪聲各頻🙇🏻段斜率(lǜ)相近,整體波形随(suí)機曲折。
　　設△=1.37*10-3(s),n=30,mj=100,由以上(shang)構造方法可得時(shí)間序列Ndis，将離散的(de)時間點Ndis線性⭐化，即(jí)時間累積得到
 
　　實(shi)驗結果如表1,Data1和Data2爲(wei)實際噪聲測得的(de)數據。
 
5結束語
　　通過(guo)分析漿液噪聲,可(ke)以得到以下結論(lun):.
1)根據漿液噪聲的(de)頻譜特性的分析(xī),此模型可用于🌈在(zai)--定.頻譜範圍内近(jìn)似代替實際漿液(ye)噪聲;
2)漿液噪聲在(zài)對數坐标下，呈現(xiàn)1/f的特性,濃度增加(jia)或🆚者流🌈速☂️增加✌️,曲(qu)線上移,濃度下降(jiang)或者流速降低,曲(qu)⛱️線下移;低頻噪聲(sheng)能❓量高🛀🏻于高頻噪(zao)聲，高頻段比低頻(pin)段豐富。

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