基才滑动平均的混凝土泵压力滤波方法研究

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发布时间：2021-09-25

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基才滑动平均的混凝土泵压力滤波方法研究冰
浙江大学刘会勇
摘要：混凝土泵在泵送混凝土的过程中，主液压缸油压和主液压缸前腔油压呈周期变化。初
始泵送阶段，主液压缸油压和主液压缸前腔油压从一个较低值很快上升到一个稳定值；稳定泵送
阶段，主液压缸油压和主液压缸前腔油压基本保持在一个稳定值；泵送结束后，主液压缸前腔油压
迅速降低，主液压缸油压有一个较大的值。由于泵送施工现场环境恶劣，测量得到的主液压系统压
力信号会受到各种噪声污染，为了提高混凝土泵实时排量的计量精度，在对压力信号进行分析、处
理前需进行预处理以确保其稳定、可靠。根据滑动平均滤波的基本原理，对采样序列中一点的值，
用该点邻域中各点值的平均值来替代。基于虚拟仪器软件 l_abview研制混凝土泵主液压缸压力数
据采集系统，对混凝土泵主液压缸压力进行数据采集，并对混凝土泵主液压缸压力测量信号进行
滤波。滤波结果证明：滑动平均滤波可以有效去除混凝土泵主液压缸压力测量信号中噪声。
关键词：混凝土泵实时排量计量压力滑动平均滤波
在对混凝土泵实时排量进行计量时，要求获得
准确的混凝土泵主液压系统压力，但由于泵送施工
现场环境恶劣，混凝土泵在进行泵送施工作业时，测
量得到的主液压系统压力信号会受到各种噪声污
染，因此，为了提高混凝土泵实时排量的计量精度，
在对压力信号进行分析、处理前需进行预处理以确
保其稳定、可靠。
滑动平均法相对于其它动态测试数据处理方
法，具有算法简便、计算量较小，尤其是可采用递推
形式来计算，可节省存贮单元，快速且便于实时处理
非平稳数据等优点，已得到广泛应用。
本文在分析混凝土泵工作原理和压力特性的基
础上，基于滑动平均滤波的基本原理对混凝土泵压
力测量信号进行滤波，结果证明了该方法的有效性。
1 混凝土泵压力特性分析
1．1 混凝土泵工作原理
如图 1所示，活塞式混凝土泵主要由料斗、液压
缸和活塞、混凝土缸、阀门、Y形管、冲洗设备、液压
系统、动力系统等部分组成。工作时，搅拌机或混凝
土搅拌运输车将混凝土卸人料斗 6，操纵开关使吸
人闸板 7开启、排出闸板 8关闭，活塞 4在液压作用
下通过活塞杆 5带动活塞 2后移，料斗内的混凝土
在自重和吸力作用下进入混凝土缸 1。然后，液压系
1．混凝土缸 2 推压混凝土活塞 3 液压缸 4，液压
活塞 5，活塞杆 6，料斗 7．吸入闸板 8 排出闸板
9．Y形管 1O．水箱 11．水洗装置换向阀 12．水洗用
高压软管 13．水洗用法兰 14．海绵球 15．清洗活塞
图 1 活塞式混凝土泵工作原理图
统中压力油进出反向，活塞 2向前推压，同时闸板 7
关闭，闸板 8开启，混凝土缸中的混凝土在压力作用
下通过 Y形管进入输送管送至浇筑地点。两个混凝
土缸交替进料和出料，实现连续稳定的排料。
1．2 混凝土泵压力特性分析
混凝土拌和物类似于一般宾哈姆体，泵送过程
中，混凝土活塞压送混凝土拌和物时混凝土产生柱
塞流动I 5】，存在一个活塞挤压混凝土拌和物的过程。