基于统计模型的涡街流量传感器抗强混合振动干扰信号处理方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61903001
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0306.自动化检测技术与装置
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Flow measurement is the important part of industrial process monitoring. In the industrial field, vortex flowmeter is widely used due to numerous advantages. However, vibration interferences often make vortex flowmeter fail to work, which is a key problem in application and has not been effectively solved. For this reason, this project intends to study the anti-strong mixed vibration interference method based on statistical characteristic model. Firstly, based on the analysis of vibration source, signal model of vortex flow sensor under mixed vibration interference is established, and the model parameter identification method is studied. Then, using clustering and probability statistics method, the statistical model of frequency, amplitude and damping ratio of vortex flow signal, periodic vibration interference and transient shock interference is studied. According to the statistical model, parameter differences of three types of signals are explored. Transient impulse interference is eliminated by the iterative piecewise integration method. Periodic interference is identified by the corrected frequency variance method. Finally, a low-power anti-hybrid vibration interference signal processing system is developed and experimentally verified. This project research is expected to expand the theory of analyzing pipeline vibration interference, and provide a new method for the identification of vortex flow in complex conditions. It can also be applied to similar occasions to solve the problem of anti-pipeline vibration in frequency measurement, which has significant scientific value and application prospect.
流量测量是工业过程监测的重要环节,涡街流量计因众多优点在工业中得到广泛应用。但是,工业现场的振动干扰问题往往会使涡街流量计失效,是其应用中的关键问题,一直以来未得到有效解决。据此,本项目拟基于统计特征模型来研究抗强混合振动干扰方法。首先,基于振动源的分析,建立混合振动干扰下涡街流量传感器的信号模型,研究模型参数辨识方法;然后,采用聚类和概率统计方法,研究涡街流量信号、周期振动干扰和瞬态冲击干扰的频率、幅值和阻尼比的统计模型;根据统计模型,探索三类信号的参数差异,采用迭代分段积分法消除瞬态冲击干扰,利用校正频率方差法识别周期性干扰,研究抗强混合振动干扰信号处理方法;并最终研制低功耗抗混合振动干扰信号处理系统并进行实验验证。本项目研究预期可拓展分析管道振动干扰的理论,为复杂工况下涡街流量的识别提供一种新方法;亦可推广应用到类似场合解决频率测量的抗管道振动问题,具有显著的科学价值和应用前景。

结项摘要

涡街流量计常被用来检测工业过程中的气体和蒸汽流量,但涡街流量计的安装现场普遍存在风机、水泵、阀门等振动干扰源,振动干扰通过管道传播,被涡街传感器拾取,最终影响流量测量的准确性。. 本项目旨在从包含强混合振动干扰的信号中提取正确的涡街流量。项目研究内容包括研究混合振动干扰下涡街传感器的信号模型和参数估计、分析混合振动干扰下涡街传感器输出信号的时频统计、研究涡街传感器抗强混合振动干扰信号处理方法、研制抗强混合振动干扰信号处理系统并进行实验验证。. 项目研究采用单边衰减的复合Laplace小波实数形式建立了瞬态冲击干扰主要模态的数学模型;提出了瞬态冲击的频响估计方法和瞬态响应工频干扰的抑制方法;提出了基于目标函数最优估计的密集多模态参数识别方法;揭示了涡街流量和同频信号频率波动大,周期振动和谐波干扰的频率波动小的规律,统计了校正频率方差的分界线为0.02;揭示了涡街流量和周期类干扰的阻尼比值小,瞬态冲击主要模态的阻尼比值大,统计了阻尼比的分界线约为0.001;提出了校正频率方差和自滤波相结合的抗强混合振动干扰方法;研制了低功耗两线制涡街流量计变送器系统,并进行了水流量和气流量的抗强混合振动干扰验证实验;结果表明在同时存在强周期振动干扰和强瞬态冲击干扰时,采用本研究提出了抗强混合振动干扰方法和系统能正确的识别涡街流量,满足复杂工况下的测量需求。. 项目研究结果具有重要的理论意义和实用价值,通过进一步的锤炼和完善,有望应用到实际涡街流量计产品中以提升性能;亦可推广到类似场合解决强管道振动下的频率测量问题。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(4)
Parameter Identification Method for Transient Impact Interference of Vortex Sensor Based on Optimal Estimation of Objective Function
基于目标函数最优估计的涡街传感器瞬态冲击干扰参数辨识方法
  • DOI:
    10.1109/tim.2022.3140426
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Chun-Li Shao;Shuang-Long Yang;Ke-Jun Xu;Qian-Long Zhu
  • 通讯作者:
    Qian-Long Zhu
Error model-based iterative compensation method for improving the estimation of frequency response function
基于误差模型的迭代补偿方法改进频率响应函数的估计
  • DOI:
    10.1016/j.ymssp.2021.107852
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    MECHANICAL SYSTEMS AND SIGNAL PROCESSING
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Shao Chun-Li;Yang Shuang-Long;Huang Yun-Zhi;Xu Ke-Jun
  • 通讯作者:
    Xu Ke-Jun
迭代ICA与LEVKOV联合的瞬态响应工频干扰抑制方法
  • DOI:
    10.13382/j.jemi.b2104114
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    电子测量与仪器学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    任杰;杨双龙;王俊翔;邵春莉
  • 通讯作者:
    邵春莉

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

迭代ICA与LEVKOV联合的瞬态响应工频干扰抑制方法
  • DOI:
    10.13382/j.jemi.b2104114
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    电子测量与仪器学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    任杰;杨双龙;王俊翔;邵春莉
  • 通讯作者:
    邵春莉
Signal processing method for vortex shedding flowmeter for resisting low-frequency strong transient impact vibration based on data replacement
基于数据替换的抗低频强瞬态冲击振动涡街流量计信号处理方法
  • DOI:
    10.1109/tim.2017.2709539
  • 发表时间:
    2015-01-16
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    徐科军;任保宏;邵春莉;方敏;舒张平
  • 通讯作者:
    舒张平
基于噪声模板与互相关计算的涡街流量计抗强振动方法
  • DOI:
    10.1016/j.worlddev.2017.01.011
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    计量学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐科军;王沁;方敏;邵春莉
  • 通讯作者:
    邵春莉
基于数字滤波与自相关的涡街流量计抗强振动方法改进
  • DOI:
    10.1017/s0260210523000013
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    计量学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐科军;王沁;方敏;邵春莉
  • 通讯作者:
    邵春莉

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码