[发明专利]一种无旋涡发生体永磁式钠流量计原位校准中校正频带的计算方法

权利要求书

1.一种无旋涡发生体永磁式钠流量计原位校准中校正频带的计算方法，其特征在于：

采用互功率谱密度的幅频特性计算校正频带；

互功率谱密度与互相关函数互为傅里叶变换对，将互相关函数表示为互功率谱密度的形式：

式中，|G_xy(f)|为互功率谱密度的幅频特性，为相频特性；依据公式(1)可以看出，互相关求取的渡越时间是各个频率下的渡越时间经过互功率谱密度的幅值加权的结果，即

式中，τ_f是各个频率下的渡越时间，τ是整个横截面上τ_f的加权平均，|G_xy(f)|_N是由|G_xy(f)|进行最大值归一化后得到的；根据“M型”平均速度模型，横截面上流速不均匀，靠近管壁处流速大，主要产生低频信号，信号幅值大，延迟时间小；靠近管道中心处流速小，主要产生高频信号，信号幅值小，延迟时间大；

使用Matlab中的“cpsd”函数估计互功率谱密度的幅频特性；具体地，使用汉宁窗对信号进行截断，每65536点做一次快速傅里叶变换，每次移动32768点。

2.如权利要求1所述的一种无旋涡发生体永磁式钠流量计原位校准中校正频带的计算方法，其特征在于：

计算校正频带的最大值；

信号幅值随着频率的增大而快速衰减，因此，可以认为：当频率超过某个值f_max后，信号幅值对渡越时间几乎无贡献，则有：

式中，f_max可由互功率谱密度衰减到一定值来确定；当功率衰减1000倍时，基本可以认为信号已完全衰减，因此，以功率衰减1000倍作为基准，即功率谱密度衰减到-30dB作为下限来求取f_max。

3.如权利要求1所述的一种无旋涡发生体永磁式钠流量计原位校准中校正频带的计算方法，其特征在于：

根据式(4)和互功率谱密度的幅频特征去计算校正频带的起始频率f₀：

式中，Q_s是标准流量，Q_c是使用整个频带的信号计算得到的互相关流量，|G_xy(f)|为互功率谱密度的幅频特性，|G_xy(f)|_N是对|G_xy(f)|进行最大值归一化后得到的，f_max是校正频带的最大值，f₀是校正频带的起始频率；

具体求解步骤是：依据互功率谱密度的幅频特性，求解各个频率f_i下f_i(|G_xy(f_i)|_N-|G_xy(f_max)|_N)+f_max|G_xy(f_max)|_N的值，并与Q_s/Q_c的值进行对比，若它们的值接近，则该值下的频率即为f₀；若有多个值接近，应该选择最接近的那个值；即便选择的不是最接近的，频率相差也不多；需要注意的是：要去除0Hz附近信号的上升段，即应该从最大幅值对应的频率处开始计算，在下降段进行寻找。