4. 熔体泵入口压力波动与管材尺寸稳定性的相关性分析

为什么要把“泵入口压力”和“外径”放在同一时间轴上

熔体泵装在挤出机与口模之间，它的作用是切断上游螺杆脉动、把稳定流量送进口模。但泵本身不是理想稳流器：入口压力波动会改变泵的充填程度与泄漏量，进而以流量波动的形式传到口模出口，最终表现为管材外径的周期性变化。要判断“哪个频段的压力波动真正传到了尺寸上”，必须同时采集两路信号并做相干分析，而不是只看压力曲线的峰峰值。

本例的采集对象与通道定义如下（示例参数，用于说明方法，非实测值）：

• 压力通道：熔体泵入口压力变送器，量程 0–35 MPa，输出 4–20 mA，采样率 200 Hz，安装于泵入口法兰上游 3D 处。
• 尺寸通道：激光测径仪，采样率 200 Hz，与压力通道共用同一触发时钟，测点位于定型箱出口后 300 mm。
• 辅助通道：泵转速（伺服编码器）、螺杆转速，用于排除转速扰动引起的伪相关。

采集与预处理的关键约束

两路信号必须共用触发时钟，否则相位信息失效，相干函数会被时移污染。压力变送器安装位置距泵入口不宜过远，否则管路容腔会对高频分量产生低通衰减，测到的压力波动已不是泵入口真实激励。采集时长建议不少于 120 s，保证 Welch 分段数足够，谱估计的随机误差可控。

预处理只做去趋势和去均值，不做低通滤波——本例的目的正是观察高频段是否存在传递，提前滤波会把待查频段抹掉。泵转速信号用于交叉检查：若某谱峰频率与泵齿频（泵转速 × 齿数 / 60）或其倍频吻合，则该峰更可能是泵自身激励而非上游螺杆脉动。

时域与频域的判读逻辑

时域上先看两路信号是否存在同周期的包络起伏，并粗估周期 T，对应频率约 1/T。频域上用相干函数 γ²(f) 判断传递关系：γ² 接近 1 表示该频率下外径波动可由入口压力波动线性解释；γ² 接近 0 表示两者在该频率不相关，外径波动另有来源（如牵引、冷却、真空波动）。

判定关键频段的条件取两条同时满足：γ²(f) ≥ 0.6，且该频率处压力谱与外径谱均存在可辨识的谱峰。仅谱峰高而相干低，说明是巧合或共同受第三因素驱动，不能归因于压力传递。相位差还可用于估算从泵入口到测径仪的传递滞后，与熔体输送时间做量级核对。

上表为示例判读结果，用于说明表格填写方式；实际数值须由现场采集数据计算得出，不得直接引用。