Coriolis- flödesmätare är enheter som använder Coriolis-effekten för att mäta massflödet av vätskor, gaser . Funktionsprincipen är baserad på fasförändringarna av de mekaniska vibrationerna i de U-formade rören genom vilka mediet rör sig. Fasförskjutningen är proportionell mot massflödet . Ett flöde med en viss massa som rör sig genom flödesrörens inloppsgrenar skapar en Corioliskraft som motstår flödesrörens vibrationer. Visuellt känns detta motstånd när en flexibel slang slingrar sig under trycket av vatten som pumpas genom den.
Fördelar med att mäta med en Coriolis flödesmätare:
Dessa enheter används också för att mäta förbrukningen av gasol .
Under de senaste 20 åren har intresset för massflödesmätare av Coriolis ökat markant [1]. Massflöde erhålls i en Coriolis massflödesmätare genom att mäta fasskillnaden på signalerna från två sensorer, vätskans densitet kan relateras till signalernas frekvens [2]. Därför måste signalens frekvens och fasskillnaden för signalerna från Coriolis massflödesmätare övervakas med hög noggrannhet och med minimal fördröjning. I en tvåfasig (vätske/gas) flödesmiljö är alla signalparametrar (amplitud, frekvens och fas) föremål för stora och snabba förändringar, och möjligheten för spårningsalgoritmer att följa dessa förändringar med hög noggrannhet och minimal fördröjning blir allt mer allt viktigare.
Fouriertransformen är en av de mest studerade, universella och effektiva metoderna för att studera signaler [3,4]. Detta avgör dess kontinuerliga förbättring och framväxten av metoder som är nära relaterade till den, men överlägsna i vissa egenskaper. Till exempel, med hjälp av Hilbert-transformen [5] är det enkelt att implementera amplituden och fasdemoduleringen av bärvågen, och PRISM [6] låter dig arbeta effektivt med slumpmässiga signaler som representeras av summan av dämpade komplexa exponentialer.
Transformationerna listade ovan kan hänföras till icke-parametriska metoder [3], som har en grundläggande begränsning av frekvensupplösningen förknippad med observationstiden genom osäkerhetsrelationen: var och är den erforderliga frekvensupplösningen respektive observationstiden som krävs för att säkerställa den, respektive . Detta förhållande ställer strikta krav på varaktigheten av den observerade sektionen med kraven på ökad upplösning, vilket i sin tur försämrar de dynamiska egenskaperna hos bearbetningsalgoritmer och gör det svårt att arbeta med icke-stationära signaler.
Hilbert-Huang-transformen [7] utökar förmågan att arbeta med icke-stationära olinjära signaler, men hittills är den mer baserad på empiriska rön, vilket gör det svårt att ta fram rekommendationer för dess specifika tillämpning.
Ett sätt att övervinna osäkerhetsrelationen är att byta till parametriska signalbehandlingsmetoder, där det antas att signalen består av en summa av delsignaler av en känd form (vanligtvis ortogonala i tid eller frekvens), och endast vissa signalparametrar är okänd. Till exempel, om en komplex sinusoid används som en delsignal, är parametrarna den komplexa amplituden, frekvensen för varje komponent. Baserat på principerna för att lösa system av oberoende ekvationer, gör detta det möjligt att reducera antalet signalsampel till antalet okända parametrar, som kan vara storleksordningar mindre än antalet sampel som krävs för användning i Fourier-transformen med samma upplösningsegenskaper.
De kanske mest kända metoderna i denna klass är algoritmer baserade på regressionsprocesser och glidande medelvärden [3]. Men om signalen kan representeras som en linjär kombination av exponentiella funktioner, används Prony-metoden, som föreslagits redan i slutet av 1700-talet [8], flitigt. Den största nackdelen med denna metod är behovet av noggrann kunskap om antalet exponentiella komponenter som ingår i signalen och en ganska stark känslighet för additivt brus [9]. Önskan att övervinna dessa brister ledde till uppkomsten av en av de mest effektiva metoderna för spektralanalys - metoden för matrisstrålar (MBM) [10, 11 [1] ]. I detta fall bestäms antalet exponentiella komponenter under driften av metoden. Dessutom visar studier att IMF har en betydligt större motståndskraft mot additivt brus än Prony-metoden, och närmar sig Rao-Kramers uppskattning i denna parameter [12].
I [13] övervägs metoder för att behandla strömsignaler från en Coriolis-flödesmätare för att spåra amplituden, frekvensen och fasskillnaden och deras egenskaper analyseras vid simulering av tvåfasflödesförhållanden. Dessa metoder inkluderar Fourier-transform, digital faslåst loop, digital korrelation, adaptivt notch-filter och Hilbert-transform. I sin nästa artikel [14] beskrev författarna den komplexa bandpassfilteralgoritmen och tillämpade den på signalbehandling från en Coriolis-massflödesmätare. För att uppskatta parametrarna för signaler från en Coriolis-flödesmätare använder artikeln [15 [2] ] även en modifiering av den klassiska matrisstrålemetoden för vektorprocesser, som visade bättre resultat jämfört med Hilbertmetoden och den klassiska matrisstrålemetoden.