相关流量测量系统的构成

相关流量测量系统的构成
相关流量测量系统从硬件系统组成上讲，包括随机流动噪声敏感器、流动噪声信号传递通道和互相关器三个关键部件，关于其设计问题将在下文予以论述.从最一般的情况来考虑，相关流量测量系统可包括以下三个组成部分:流动噪声信号检测系统、相关测量系统和流动模型。图8.3是相关流量测量系统的构成框图。

    1.流动噪声信号检测系统
    流动噪声信号检测系统是由测量管段、传感器以及信号放大、调解和滤波等环节构成。
    上、下游传感器的敏感元件所检测到的信号，随噪声信号S _x(t)和S _y(t)分别通过放大、解调及滤波等环节后，包含在其中的随机流动噪声信号x(t)和y(t)被提取出来，并输人相关测量系统作进一步处理。
    由于相关流量测量系统多应用于两相流体或多相流体流动系统，流动参数的相关测量方法又属于动态参数测量技术范畴，因此在研制设计流动噪声信号检测系统时，有许多问题要予以仔细考虑。例如，传感器的工作原理(更确切地说，是传感器的敏感场与被侧流体中随机噪声现象相互作用的微观机理)、传感器的几何形状和尺寸等，不仅对相关流量测量系统的性能影响很大，而且还关系到该系统的测量结果物理意义的解释;上、下游传感器间沿管道轴线方向上的距离大小;上、下游流动噪声信号传递通道特性匹配程度.这些对于相关流量测量系统能否正常工作都有重要意义。
    2.相关测量系统
    相关测量系统的作用是实现相关流量测量。通过比较上、下游流动噪声信号x(t)和y(t)的相似性，确定流动噪声信号在上、下游传感器所在横截面之间的平均传递时间。
    根据不同的假设，图8.3中表示的被测流动系统可以近似描述为一个线性非时变系统，也可以描述为一个非线性时变系统。被测流动系统的数学模型确定以后，相关测量系统的任务是确定出该模型中的一组参数，使得该模型在输入信号x(t)的作用下产生的输出信号y _m(t)与被测流动系统的输出信号y(t)最为相似。从这个意义上讲，相关流量测量系统要解决的是系统模型的参数辨识问题。
    实际中，通常采用极性相关的方法，通过搜索极性互相关函数Ψxy(τ)的峰值来确定流动噪声信号在上、下游传感器之间的平均传递时间。


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