摘要:電(diàn)磁流量(liang)計在測(cè)量漿液(ye)時，會受(shou)到漿液(ye)噪聲的(de)幹擾,這(zhe)種幹擾(rǎo)是影響(xiǎng)流量測(cè)量等指(zhǐ)标的主(zhu)要影響(xiǎng)因素。由(yóu)大量實(shi)驗得知(zhi),漿液噪(zao)聲符合(hé)1/f噪聲特(te)性,通過(guò)對1/f噪聲(sheng)的理論(lùn)分析和(he)數學計(ji)算‼️,可以(yǐ)得到漿(jiāng)液噪聲(sheng)的數學(xue)模型。最(zuì)後🚩綜合(he)漿液的(de)物理特(te)性,可以(yi)得到參(can)數可控(kòng)的漿液(ye)噪聲的(de)仿真模(mo)型，該模(mo)型對❗噪(zào)聲和電(dian)磁流量(liàng)計設計(jì)都📱具有(yǒu)一定的(de)實際價(jià)值。
　　漿液(ye)型電磁(ci)流量計(jì)的測量(liang)通道是(shì)一段段(duan)光滑的(de)直管段(duan),不會堵(dǔ)塞,非常(chang)适用于(yú)測量含(han)有固體(tǐ)的固液(ye)兩相流(liu)體，且電(dian)磁流量(liàng)計在檢(jiǎn)測🔅時不(bú)會帶來(lái)壓力等(děng)外力作(zuo)用,所以(yǐ)節能效(xiao)果好"。電(dian)磁流量(liang)計采用(yong)法拉第(dì)電磁感(gǎn)應定律(lǜ)作爲設(shè)計原理(li)，測量的(de)體積流(liú)量基本(ben).上不受(shou)流體的(de)密度、溫(wen)度、壓力(lì)、粘度和(hé)電導率(lü)變化的(de)明顯影(yǐng)響,且其(qi)口徑範(fan)圍選擇(zé)餘地大(dà),流量測(cè)量範圍(wei)寬,也可(kě)用于測(ce)量具有(yǒu)腐蝕性(xìng)⁉️的液體(ti)。
　　電磁流(liú)量計在(zài)測量液(yè)體時，兩(liǎng)個電極(ji)與被測(ce)液體🍉相(xiang)接觸,這(zhè)樣可以(yi)更正确(què)地測量(liàng)由于外(wai)加激勵(li)而産生(shēng)🔱的電荷(he)偏移。流(liú)速爲V的(de)流體在(zai)外加磁(ci)場的情(qing)☀️況下,切(qiē)👉割磁力(li)線,向兩(liang)個電極(ji)方向移(yi)動,形成(cheng)電勢🚶‍♀️差(chà)E。但是在(zài)接觸過(guo)程中,被(bèi)測液🌈體(tǐ)中混合(he)✊的大小(xiǎo)質量不(bu)均的固(gu)體顆粒(lì)在流體(tǐ)運動中(zhong)，随機的(de)沖撞電(dian)極，使得(de)輸出信(xìn)号出現(xiàn)頻繁的(de)跳動,這(zhè)種現象(xiàng)叫做漿(jiang)狀流體(tǐ)噪聲，即(ji)漿液噪(zao)聲。
1.1/f噪聲(sheng)的宏觀(guān)解釋
　　漿(jiāng)液内部(bù)含有大(da)量的紙(zhǐ)漿或砂(sha)漿等大(da)小不均(jun)的固體(tǐ)顆粒,漿(jiang)👄液流動(dòng)時,這些(xiē)顆粒會(hui)沖撞到(dào)電磁流(liú)🔴量計的(de)測量電(dian)極上💰,使(shi)得‼️測量(liàng)電極産(chan)生一個(ge)突變信(xìn)号，大量(liàng)的突變(biàn)信号擾(rǎo)亂了正(zheng)常的測(cè)量信号(hao),原本應(yīng)該平滑(huá)的感應(yīng)電勢疊(dié)加.上噪(zao)聲,使得(de)流量測(ce)量産生(shēng)偏差'5]。将(jiāng)漿液噪(zào)聲從流(liu)量信号(hao)裏抽離(lí)出來,并(bìng)從頻域(yù)的角度(dù)分析可(ke)知,漿液(yè)噪聲的(de)功率🔅譜(pǔ)密度符(fú)合1/f噪聲(shēng)特性👌，即(ji)信号的(de)功率譜(pu)能量分(fen)布和頻(pin)率🛀成反(fǎn)比。功率(lǜ)譜分🈲析(xi)表明漿(jiang)液噪聲(sheng)的⭐頻率(lü)分布很(hěn)寬,幹擾(rǎo)的增益(yi)随着頻(pín)率的升(sheng)高而降(jiang)低。圖1爲(wèi)不㊙️含流(liu)量信号(hao)的漿液(ye)噪聲時(shi)域圖及(jí)其對應(ying)的功率(lǜ)♊譜密度(dù)圖。
 
　　對于(yu)1/f噪聲的(de)研究,現(xiàn)階段常(cháng)用的有(you)兩種方(fang)法:一種(zhong)是,首先(xiān)産生随(suí)機白噪(zào)聲,再把(ba)白噪聲(shēng)通過-一(yi)個高通(tong)濾波器(qì)經過濾(lü)波的噪(zao)聲可以(yǐ)近似看(kàn)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(dào)，或者用(yong)--種需要(yào)複雜方(fang)法的模(mó)型得出(chu)1/f噪聲。
2.1/f噪(zào)聲的統(tong)計解釋(shi)
　　1/f噪聲在(zai)很多自(zi)然系統(tong)中都有(yǒu)出現，近(jin)些年來(lai)越來越(yue)多的人(ren)🈲都試圖(tú)用數學(xue)分析的(de)方法解(jiě)釋這種(zhǒng)現象，但(dan)✍️是所🚶有(you)的☎️研究(jiu)都.還未(wèi)達成統(tǒng)一,但是(shi)有一個(gè)共性是(shi)公認的(de),.下面是(shi)本文對(dui)1/f的一種(zhǒng)解釋。
　　則(zé)漿液沖(chòng)撞電極(jí)的随機(ji)過程爲(wèi)計數過(guò)程，若N(t)表(biǎo)示🛀時刻(kè)t爲🌈止累(lèi)計的質(zhì)點數量(liang),則此過(guo)程滿足(zu)以下條(tiao)件:
1)N(t)≥0;
2)N(t)是正(zhèng)整數;
3)若(ruo)s<t,則N(s)<N(t);
4)當s<t,N(t)-N(s)等(děng)于區間(jian)(s,t]中質點(diǎn)的數量(liang)。
　　由此可(ke)知,漿液(ye)沖撞電(diàn)極産生(sheng)的噪聲(sheng)，符合泊(bo)松過程(cheng),定義爲(wei)❤️:
 
　　其中n是(shì)平均脈(mò)沖率,三(san)角方括(kuo)号表示(shi)總體均(jun)值。這個(ge)功率譜(pu)的圖形(xíng)，在原點(diǎn)處近乎(hū)平直,然(ran)後經過(guò)一😄個過(guò)渡區,在(zai)高頻處(chu)與1/λ2成比(bǐ)例!
　　但是(shì)這并不(bú)能細緻(zhì)的刻畫(hua)1/f噪聲的(de)特性,它(tā)還和λ有(you)關。設過(guò)渡區的(de)兩個端(duan)點值爲(wèi)λ1和λ2,則功(gong)率譜表(biao)達式爲(wei):
 
　　其中,K是(shì)與流速(su)、濃度以(yi)及漿液(ye)顆粒形(xíng)狀有關(guān)的系數(shù);a是表征(zhēng)💛噪🤞聲1/f特(tè)性的系(xi)數，通常(cháng)1<a<2;S(w)爲噪聲(shēng)序列中(zhong)噪聲頻(pín)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(jiǎ)設y=log10,S(ɷ),b=log10,K,kX=a*log10T,則統(tǒng)計功率(lü)譜在對(duì)數坐标(biāo)系下,可(kě)将漿液(yè)噪聲等(děng)效成Y==b+kX。Y正(zheng)比于統(tong)計幅值(zhí),b正比于(yu)流速和(he)濃度,k爲(wei)💚漿液固(gù)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(gāo)斯分布(bu)的均值(zhi)μ和🧡方差(chà)😘σ與⁉️b和k有(yǒu)關。即高(gao)斯分布(bu)的均值(zhí)增大，等(děng)效直線(xiàn)斜率增(zēng)大🚶，截距(jù)減小;高(gāo)斯分布(bù)的方差(cha)增大,等(deng)效直線(xian)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻斜率減(jian)小,截距(jù)增大;幅(fu)值倍數(shu)增大,截(jie)距增💋大(da)。
4實驗驗(yàn)證
　　根據(ju)以上關(guān)系,設計(ji)一種漿(jiāng)液噪聲(sheng)Msury,此噪聲(sheng)由功率(lü)譜統❤️計(ji)特性拟(ni)合的直(zhi)線符合(hé)斜率爲(wèi)k=-1.9,截距爲(wèi)b=-52。噪聲各(ge)頻段斜(xié)率相近(jìn),整體波(bo)形随機(jī)曲折。
　　設(she)△=1.37*10-3(s),n=30,mj=100,由以上(shàng)構造方(fang)法可得(de)時間序(xu)列Ndis，将離(li)散的時(shí)間點✌️Ndis線(xian)性化，即(ji)時間累(lei)積得到(dao)
 
　　實驗結(jié)果如表(biǎo)1,Data1和Data2爲實(shí)際噪聲(sheng)測得的(de)數據。
 
5結(jié)束語
　　通(tōng)過分析(xī)漿液噪(zao)聲,可以(yi)得到以(yi)下結論(lùn):.
1)根據漿(jiang)液噪聲(sheng)的頻譜(pǔ)特性的(de)分析,此(cǐ)模型可(ke)用于在(zài)--定.頻譜(pu)範圍内(nei)近似代(dai)替實際(jì)漿液噪(zào)聲;
2)漿液(ye)噪聲在(zai)對數坐(zuò)标下，呈(cheng)現1/f的特(te)性,濃度(du)增加或(huo)者流速(sù)增✊加,曲(qǔ)線上移(yi),濃度下(xià)降或者(zhě)流速降(jiàng)低,曲線(xian)下移;低(di)頻噪聲(shēng)能量高(gao)于高頻(pín)噪聲，高(gao)頻段比(bi)低頻段(duan)豐富。

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