工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的強(qiáng)振動(dòng)干擾一般為低頻干擾，每隔4抽取1個(gè)數(shù)據(jù)，將采樣頻率降至2500HZ，近似于實(shí)際應(yīng)用中50mm口徑氣體流量的渦街流量計(jì)設(shè)置的采樣頻率。用橡膠錘水平敲擊下游管道時(shí)，提取2048點(diǎn)沖擊瞬間傳感器的輸出數(shù)據(jù)。然后，分別對(duì)前400點(diǎn)和后1648點(diǎn)數(shù)據(jù)做頻域幅值譜分析。FFT的計(jì)算點(diǎn)數(shù)為2048點(diǎn)，數(shù)據(jù)量不夠的部分用零補(bǔ)齊。該瞬態(tài)沖擊的時(shí)域波形和頻域幅值譜的局部放大圖如圖4.3所示。
實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中的管道系統(tǒng)是一個(gè)由多個(gè)部件共同構(gòu)成的復(fù)雜的機(jī)械彈性系統(tǒng)。根據(jù)管道振動(dòng)的理論分析，該系統(tǒng)具有多個(gè)自由度，因此，管道系統(tǒng)也具有多個(gè)共振固有頻率。當(dāng)敲擊沖擊力所激發(fā)的頻率與管道系統(tǒng)所具有的固有頻率相近或相等時(shí)，管道將產(chǎn)生機(jī)械共振，但由于激勵(lì)為瞬態(tài)，持續(xù)時(shí)間較短。隨后，管道系統(tǒng)受到固件束縛力的作用，機(jī)械共振將隨之衰減。管道系統(tǒng)承受的瞬態(tài)沖擊振動(dòng)干擾屬于機(jī)械界面的接觸振動(dòng)。機(jī)械界面在受到瞬態(tài)沖擊時(shí)，振動(dòng)干擾都有一個(gè)共同的特性：干擾的幅值先突變，然后振蕩衰減。
由圖4.3所示的時(shí)域波形可知，受到瞬態(tài)沖擊力的影響，渦街流量傳感器輸出信號(hào)的幅值在敲擊起始時(shí)刻發(fā)生突變，但是，持續(xù)時(shí)間較短。敲擊沖擊力去除后，管道系統(tǒng)由于受到支架的束縛力作用，振動(dòng)信號(hào)振蕩衰減，最終進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。該時(shí)域波形的特性與上述機(jī)械彈性系統(tǒng)的特性相吻合。
由圖4.3所示的頻域幅值譜可知，在敲擊振動(dòng)干擾下，渦街流量計(jì)傳感器輸出信號(hào)的幅值譜中具有多個(gè)干擾頻率分量，這些分量的峰值對(duì)應(yīng)的頻率分別就是管道系統(tǒng)的共振固有頻率。如果沖擊力過(guò)強(qiáng)，沖擊干擾分量的能量可能大于渦街流量信號(hào)的能量。此時(shí)，基于能量占優(yōu)原理的常規(guī)數(shù)字信號(hào)處理方法可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)果。
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