提高科氏力流量计测量精度的措施
发布时间：2023-01-26 22:42:31来源：hseauto.cn来源：..
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提高科氏力流量计测量精度的措施和方案不外乎增大信号、降低噪声、改善信号处理方法、提高理论模型的精度等。
对于理论误差，可以从完善模型入手。需要全面考虑支承的振动能量耦合、流体粘度和运动等因素引起的阻尼变化，流固耦合、扭转振动、轴向振动、温度场、以及流体压力引起的检测管刚度改变等因素。可以采用有限元分析的方法对模型进行深入分析，并通过实验考察这些因素的变化规律，对结果进行修正和标定。对于信号处理，除了应降低信号各个环节的噪声（如低噪声电路）外，还应充分利用两路振动响应信号中包含的所有信息（幅度、相位、频率），估计出振动响应的振幅、相位和频率。进而计算出质量流量、流体密度等数据。
要增大振动响应信号，除了增大激励信号，并在谐振频率上激振以外，主要应该依靠改进检测管的结构以及尺寸。降低弯曲刚度，增大弯曲振动的幅度；减小振动能量的外泄。
1、采用新的检测管结构
结构设计的任务，是在保障疲劳寿命、强度、管径和压力损失的情况下，使振动（振动位移、振动加速度）最强。结构设计包括两方面结构形式的优化设计和尺寸的优化设计。给定约束条件包括尺寸，重量，价格，材料，不易于受外界振动的影响，弯曲谐振频率要远离环境干扰频率、其它部件的谐振动频率（包括检测管的扭转以及轴向谐振频率）、工频及其谐频干扰等。其中最主要还是检测管结构的改进。
通常检测管是采用圆（截面）管结构的钛合金管、或不锈钢管。它的优点是制造工艺简单，管道截面积相对最大，材料消耗最少。缺点是刚度较大，振动灵敏度比较低，所以振动信号弱、信噪比低，给检测带来了困难。为了增大检测管振动的幅度，有必要探索新的检测管形式。检测管结构的改进可以从管道截面形状，管道轴线的形状，管壁的结构形式等几个方面来考虑。从截面角度考虑，比如可以采用椭圆管结构，激振和拾振装置都布置在椭圆截面的短轴一侧，此方向上的弯曲刚度低，所以振动幅度会比较强，最大应力却较小。
从管壁结构的角度来考虑，可以采取弹簧管结构，或者波纹管结构等。
从管道轴线形状的角度来考虑，可以采取蛇行管结构或者螺旋管结构。这种结构严格讲，不是直管结构，但当弯曲部分的曲率不大，且其尺寸和检测管的管道长度相比很小时，不具有弯管结构的缺点，如不易排空等，所以可以看作特殊的直管。可以有两种使用方式，一种是激振和拾振装置处于管道轴线所在平面；另一种是激振和拾振装置垂直于管道轴线所在平面。
这些结构的共同特点就是减小等效弯曲刚度，在同样的激振信号下，振动幅度就要大得多，管子的刚度比支座的刚度要低得多，谐振能量耦合出去的很少，外界能量耦合进来的也很少，可以忽略。所以振动响应信号就很强，信噪比很高。而最大应力减小或者变化不大，并尽可能使应力的分布更均衡。这样，疲劳寿命就会延长。
2、隔离噪声
隔离噪声包括两方面：电路上采取措施，隔离电磁噪声和工频噪声，比如激励频率应该避开并远离交流电的工频及其谐频频率，以便于信号处理，分离这些干扰；另一方面从传感器的结构上来看，主要需要隔离检测管外部耦合进来的振动和噪声，采取被动隔振和主动隔振，或者称之为被动振动控制和主动振动控制。
主动振动控制技术就是通过对结构主动施加控制作用来改善系统动态特性的一种方法。通常采用传感器检测系统的振动，控制器对传感器的信息进行处理，进而对作动器发出特定的控制规律消除系统结构上的振动。被动振动控制技术主要靠对噪声和振动具有强吸收作用的材料或结构来实现。
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