[发明专利]激励频率的确定方法、装置和系统

说明书

本发明公开了一种激励频率的确定方法、装置和系统。其中，该方法包括：获取待测管道的管道信息以及待测管道所处环境的环境信息；基于预设模型对管道信息和环境信息进行处理，得到待测管道的激励频率，其中，预设模型为基于历史管道信息、历史环境信息以及历史激励频率之间的关系构建的模型。本发明解决了现有技术无法准确确定激励频率的技术问题。

技术领域

本发明涉及自动控制领域，具体而言，涉及一种激励频率的确定方法、装置和系统。

背景技术

在现有技术中，工作人员可通过检测应变计的电磁线圈激励使钢弦发生共振，进而根据钢弦发生共振时的频率信号来计算钢弦所受的张力。

现有技术中，通常采用如下方法来使钢弦发生共振：

(1)扫频激振法。在扫频激振法中，通过应变计输出一连串连续变化的频率信号激励钢弦，当频率信号的频率和钢弦的固有频率接近时，钢弦能迅速达到共振状态，实现可靠起振。钢弦振弦起振后，钢弦在线圈中产生的感应电动势的频率即是钢弦的固有频率。然而，在该方式中，预先并不知道钢弦的固有频率，通常需要从传感器的低频下限向上限连续输出频率信号，耗时较长，而且传感器产生的信号存在时间极短，有可能钢弦已经激振了，扫频还未完成，当扫频完毕再去测量信号时，钢弦可能已经停止振动了，其测量的时间难以确定。

(2)电流法。在电流法中，当钢弦激振时，振弦应变计的钢弦通过电流，通有电流的钢弦在磁场中受到洛伦兹力的作用，洛伦兹力使钢弦以其固有频率振动，同时因振动而产生的信号还可以经过反馈电路再次反馈到钢弦上，使钢弦能持续振动。然而，在该方式中，振弦式应变计的钢弦需通过电流，而长时间通电会使钢弦发热，易引起钢弦老化，材料特性发生改变进而影响测量精度。

(3)间歇激振法。在间歇激振法中，通过一连串方波信号来控制继电器吸合。当继电器闭合时，传感器的线圈与电源接通，线圈中的电磁铁将产生磁力，该磁力将钢弦拉向线圈并吸住；当继电器失电时，电流消失，线圈将钢弦放开。通过上述的拉放，实现钢弦的振动。然而，该方法对应的电路设计较为复杂，而且要使用体积较大的电磁继电器，同时继电器还有功耗大，机械触点工作可靠性欠佳和寿命较短的缺点。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种激励频率的确定方法、装置和系统，以至少解决现有技术无法准确确定激励频率的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种激励频率的确定方法，包括：获取待测管道的管道信息以及待测管道所处环境的环境信息；基于预设模型对管道信息和环境信息进行处理，得到待测管道的激励频率，其中，预设模型为基于历史管道信息、历史环境信息以及历史激励频率之间的关系构建的模型。

进一步地，管道信息至少包括如下之一：待测管道的物理参数以及工况信息，环境信息至少包括如下之一：地形地貌信息、气象信息、水文信息。

进一步地，激励频率的确定方法还包括：在基于预设模型对管道信息和环境信息进行处理，得到待测管道的激励频率之后，将激励频率发送至应变计采集装置，以使应变计采集装置输出激励频率，并采集待测管道在激励频率下共振时的频率信号，其中，频率信号用于确定待测管道的张力。

进一步地，激励频率的确定方法还包括：在将激励频率发送至应变计采集装置之后，获取应变计采集装置采集到的频率信号、管道信息以及环境信息；基于频率信号、管道信息以及环境信息对预设模型进行修正，得到修正后的预设模型。

进一步地，激励频率的确定方法还包括：在采集待测管道在激励频率下共振时的频率信号之后，检测频率信号是否存在异常；在频率信号存在异常的情况下，控制应变计采集装置以激励频率为中心拉宽扫描频率范围，并根据扫描频率范围确定使待测管道共振的频率。