[发明专利]一种纸浆流速及流量的测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种纸浆流速及流量的测量装置，其特征在于：包括设置在纸浆 通道上的浓度传感器、与传感器连接的数据采集电路、与数据采集电 路连接的计算机系统，其中计算机系统将浓度传感器采集到的纸浆浓 度信号处理后得到纸浆流速及流量。

2.一种纸浆流速及流量的测量方法，其特征在于：所述的测量方法 按照以下步骤进行：

步骤1)：通过设置在纸浆通道上的浓度传感器采样并记录纸浆浓度 信号c(t)，根据公式(1)，可得到纸浆浓度信号c(t)的组成成分包括平 均浓度s(t)、系统噪声v₁(t)和量测噪声v₂(t)，

c(t)＝s(t)+f[v₁(t)，v₂(t)]                      (1)；

其中f[v₁(t)，v₂(t)]是浓度噪声信号；v₁(t)含有的纸浆流量信息；

步骤2)：通过与浓度传感器连接的数据采集电路，将纸浆浓度信号c(t) 传输给计算机系统，根据公式(2)分离纸浆浓度信号中的平均值s(t)

s^(t)=1T∫t-Ttc(t)dt---(2);]]>

其中T是对c(t)的积分时间；

步骤3)：根据公式(3)去除纸浆浓度信号c(t)中的纸浆平均浓度

f[v1(t),v2(t)]=c(t)-s^(t)---(3);]]>

步骤4)：根据公式(4)，对去除纸浆平均浓度s(t)后的浓度噪声信号 f[v₁(t)，v₂(t)]进行连续小波变换CWT得到小波谱WT_S(a，b)：

WTS(a,b)=1a∫-∞∞f(v1(t),v2(t))ha,b*(t)dt---(4);]]>

其中a和b分别是小波函数h(·)的伸缩因子和平移因子，h^*(·)是h(·) 的共轭函数；

步骤5)：母小波采用Morlet小波，其函数表达式为

ha,b(t)=π-1/41πa24(ejω0(t-ba)-e-ω022)e-(t-b)22a2---(5);]]>

根据小波谱WT_S(a，b)、公式(6)获得小波周期

Ta2=bmam(a)-bmaxm-1(a)---(6);]]>

其中和分别是小波谱中a尺度上的第m-1和m个峰 值对应的时间；

步骤6)：根据公式(7)计算N个小波周期的平均值；

T‾a=1NΣi=n-NnTai(n)---(7);]]>

标定平均小波周期对应的流量F₂，根据公式(8)获得常数K

K=T‾aF2---(8);]]>

步骤7)：对于浓度传感器产生的实时浓度信号，使用公式(1)-(8) 实时处理浓度的信号，获得实时平均小波周期代入公式(9)计 算出当前的纸浆流速F₁：

F1=KTa‾---(9).]]>