發(fā)布時間：2021-09-02 11:07

　　為深入理解聲發(fā)射法顆粒粒徑在線測量的機理,有必要對顆粒碰撞過程中產(chǎn)生的聲發(fā)射源信號進行恢復(fù)。利用倒頻譜分析,將時域內(nèi)的卷積信號轉(zhuǎn)變?yōu)榈诡l譜域內(nèi)的線性疊加信號,并通過加窗濾波消除傳播路徑等系統(tǒng)因素的影響,實現(xiàn)源信號的恢復(fù)。采用0.6 mm、0.8 mm和1.0 mm的玻璃珠在3種不同速度下撞擊波導(dǎo)桿,并對碰撞聲發(fā)射信號進行源信號恢復(fù)。實驗結(jié)果表明,恢復(fù)源信號可以視為理論源信號的近似估計。同時,在不同顆粒粒徑與顆粒速度下,顆粒粒徑增大,恢復(fù)源信號的幅值與持續(xù)時間均增加,顆粒速度增大,恢復(fù)源信號的幅值也增加,但持續(xù)時間會減小,這與顆粒碰撞理論的分析結(jié)果相一致。 

【文章來源】：儀表技術(shù)與傳感器. 2020,(06)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

顆粒碰撞系統(tǒng)示意圖

高斯窗函數(shù)具有連續(xù)的導(dǎo)數(shù)和良好的局部化特性[10],是比較理想的倒頻譜濾波窗函數(shù)。顆粒碰撞源信號恢復(fù)的流程如圖2所示。首先對聲發(fā)射傳感器采集到的聲發(fā)射信號進行預(yù)處理,去除直流分量;然后對信號進行倒頻譜分析,并通過高斯窗函數(shù)進行濾波,消除倒頻譜中處于高時部分的倒譜分量,分離得到聲發(fā)射源信號的倒頻分量;最后對分離后的信號進行倒頻譜的逆變換,從而實現(xiàn)顆粒碰撞源信號的恢復(fù)。2 實驗研究

本研究采用的顆粒碰撞實驗裝置如圖3所示,用來獲得顆粒與波導(dǎo)桿碰撞產(chǎn)生的聲發(fā)射信號。顆粒在壓縮空氣的驅(qū)動下,穿過由兩個環(huán)形靜電電極組成的靜電測速裝置后與波導(dǎo)桿發(fā)生碰撞,產(chǎn)生的信號由聲發(fā)射信號分析儀進行采集。顆粒速度可以通過調(diào)節(jié)空氣壓縮機的出口壓力進行控制,并由靜電測速裝置利用互相關(guān)算法計算得到[11]。發(fā)射管總長為110 mm ,內(nèi)徑為2 mm,管壁上的開孔直徑為1.5 mm,便于將顆粒放入發(fā)射管中。波導(dǎo)桿為不銹鋼材料,總長為187 mm。聲發(fā)射傳感器采用Nano30傳感器,其工作頻率為125～750 kHz,諧振頻率為300 kHz。聲發(fā)射信號分析儀采用DS-4A型聲發(fā)射儀,信號采樣頻率為10 MHz,采樣閾值為20 mV。為探究所提方法對不同粒徑與速度的顆粒碰撞產(chǎn)生的聲發(fā)射源信號恢復(fù)的有效性,實驗采用不同粒徑的玻璃珠,分別在不同速度下與波導(dǎo)桿發(fā)生碰撞,并采集相應(yīng)的碰撞聲發(fā)射信號。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于聲發(fā)射的氣固兩相流質(zhì)量流率及粒徑的測量[J]. 王志春,袁小健,王月明,李海廣.  儀表技術(shù)與傳感器. 2017(07)
[2]鉆柱振動倒譜分析及其鉆頭源信號提取方法研究[J]. 吳何珍,葛洪魁,楊頂輝,陸斌,韓來聚,魏茂安.  地球物理學(xué)報. 2010(08)
[3]頻譜分析法在齒輪箱故障診斷中的應(yīng)用[J]. 李曉虎,賈民平,許飛云.  振動、測試與診斷. 2003(03)
[4]聲發(fā)射信號處理和分析技術(shù)[J]. 耿榮生,沈功田,劉時風(fēng).  無損檢測. 2002(01)
[5]瞬態(tài)信號波形重構(gòu)及其應(yīng)用[J]. 梁鳳崗,徐敏.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報. 1997(05)



本文編號：3378898