基于融合传感器的气固两相流参数检测系统设计

为了快速实现气固两相流输送过程中的多参数检测,设计了一种基于双圆环静电传感器和螺旋式电容传感器融合传感器的参数测量系统。采用螺旋电极电容传感器测量管内固相相对浓度,以降低电容传感器灵敏场不均匀对浓度测量的影响。将双圆环静电传感器的信号作互相关运算获得固相速度。由固相流速与相对浓度最终计算出固相质量流量,从而实现气固两相流的流速、浓度、流量等参数的综合测量。将系统测量的质量流量与重力传感器检测的质量流量相对比,两者误差小于7%,具有较好的一致性。     

基于双截面ECT的气/固两相流参数检测系统

为了实现多相流的流动过程在线监测和多参数测量,设计并研发了一套应用于气/固两相流检测的双截面8电极电容层析成像系统.采用交流法电容检测原理实现具有16个独立电容检测通道的电容测量电路,实测系统的成像速度为590帧/秒.将双截面电容层析成像系统用于气/固两相流的实时检测,并将两层截面的图像作相关计算,获取成像截面的固相速度分布.由固相速度和浓度最终算出气/固两相流的固相质量流量,从而实现气/固两相流浓度、速度、流量等多参数的综合检测.将双截面ECT传感器算得的质量流量与发料罐重力传感器获取的质量流量作对比发现,两者具有较好的一致性,流量测量误差小于8％.     

气固两相流质量流量测量的新方法

文提出了一种采用电容传感器测量气固两相流质量流量的新方法。通过电容传感器对固相浓度的测量,可以求出气固两相流的固气比,结合气固混合之前所测得的载气流量,便可测出固相的质量流量。实测结果显示,测量误差小于5     

基于双列阵电容传感器的气固两相流多参数测量系统

气固两相流体系是复杂的非线性动态系统,其流动过程的复杂性和随机性增加了气固两相流参数检测的难度。设计了一种基于双列阵电容传感器的硬件测量系统,该测量系统具有成本低、响应快、非侵入性和安全性好等优点,广泛应用在工业生产中。其采用Cortex-M4内核的STM32F407IGT6作为主控芯片进行微弱电容信号的采集,将采集的电容数据存储到SD卡且传送至上位机。将上位机接收的数据和SD卡中的数据进行离线分析和处理,得到固相浓度、速度和质量流量。实际使用结果表明,该测量系统测量精度较高、稳定性好,解决了传统测量仪表测量气固两相流时的弊端。     

基于优化速度检测算法的气固两相流参数检测系统北大核心CSCD

为了实现气固两相流流动参数的准确检测,设计了一套双截面8电极ECT系统。采用交流激励的方法,完成28组电容值的检测及信号处理。在流速测量中,采用曲线拟合的方法避免了互相关算法下提取曲线最高值不准确的问题,有效提高了时延估计的精度。根据速度与浓度计算获取质量流量,并与重力传感器获取的质量流量结果进行比较,发现具有较好的一致性。     

基于双弯管法的稀相固相质量流量测量

双弯管法固相质量流量测量方法是以弯管流量计为基础,可实时测量气固两相流固相质量流量的方法。在前人研究的基础上对双弯管法固相质量流量测量模型进行了优化改进,建立了考虑气固两相流固相体积时的数学模型,并进行了实验研究,给出了基于新模型的固相质量流量计算公式。实验结果表明:新数学模型可以提高固相质量流量的测量精度,降低测量误差,与实际情况更加接近。     

基于双弯管法的稀相固相质量流量测量北大核心CSCD

双弯管法固相质量流量测量方法是以弯管流量计为基础,可实时测量气固两相流固相质量流量的方法。在前人研究的基础上对双弯管法固相质量流量测量模型进行了优化改进,建立了考虑气固两相流固相体积时的数学模型,并进行了实验研究,给出了基于新模型的固相质量流量计算公式。实验结果表明:新数学模型可以提高固相质量流量的测量精度,降低测量误差,与实际情况更加接近。     

基于交流法的ECT成像系统的硬件设计

为了实现多相流流动过程的多参数测量,设计了一套用于气固两相流检测的双截面32电极电容层析成像系统。系统以STM32F4为开发平台,硬件部分设计了信号发生器电路、电容/电压(C/V)转换电路、信号调制解调电路、A/D转换电路、D/A转换电路、ARM与CPLD及其外围电路。系统采用交流法电容检测原理实现具有32个独立电容检测通道的电容测量电路,将采集的2层截面图像做相关计算,来获取截面成像的固相速度分布。最后对ECT成像系统的线性度和数据采集稳定性进行分析,经实验表明,该系统具有较高的一致性和稳定性。     

阵列式静电-电容传感器灵敏度特性研究

结合静电和电容传感技术各自的特点,提出了阵列式静电-电容传感器用于气固两相流中固相颗粒的局部速度、局部浓度以及局部流量测量。利用静电极片阵列与电容极片阵列获取管道内颗粒的速度分布与浓度分布,进而计算出颗粒的局部流量。该阵列式传感器参数测量的准确性直接取决于它的空间灵敏度分布特性。对静电极片阵列和电容极片阵列的灵敏度特性进行了研究。首先,建立了静电极片阵列的三维静电场模型,通过有限元法分析静电极片阵列的结构参数(电极长度、电极覆盖角等)对传感器灵敏度特性的影响;然后根据电磁场理论建立电容极片阵列的数学模型,并对其进行数值计算,研究管道厚度、管道介电常数、电极覆盖角等参数对传感器灵敏度特性的影响;最后搭建了传动带装置进行了实验研究,实验结果证实了模拟结果的准确性,为阵列式静电-电容传感器的优化设计提供理论依据。     

一种参比电容传感器接口电路设计及性能评估

基于电容传感器的气固两相流测量技术被认为是最有前途的气固流测量技术,而电容传感器接口电路是电容传感器乃至电容法气固两相流测量技术研发和应用的关键.微小电容测量的难点在于杂散电容的存在以及电磁干扰,而张弛振荡电路可以通过差动结构消除待测电容两端的杂散电容,电路工作稳定性较高,电路还可以将电容值通过振荡的方式转化为只有高低电平的脉冲宽度,便于不受干扰的传输测量结果,同时使用合理的微处理器可实现对脉宽的高精度测量,从而提高测量电路整体的灵敏性与分辨力.为了应用于气固流相浓度测量,使用带参比电容的张弛振荡电路,并进行了性能测试.结果表明,带参比电容的张弛振荡接口电路迟滞误差为0.30％,非线性误差为0.30％,重复性误差为0.32％,可以在气固两相流相浓度测量中应用.     

基于复合检测的气固两相质量测量系统的设计

介绍一种气固两相流固质量流量测量新技术,它利用传热学的原理,通过两点气体的流速测量,湿度测量和信息融合处理,可以实现固相质量流量的测量。     

用于气固两相流流量测量的阵列式电容传感器和互相关测量系统

在电力、冶金、化工等工业生产过程中，大量存在气固两相流流动情况。气固两相流的流量测量对于计量、节能和控制具有重要意义。本文设计了阵列式电容传感器、信号测量电路和以ＭＣＳ—８０９８单片机为核心的智能互相关测量系统。通过在气固两相流试验装置上的试验研究表明，设计的测量系统可以用于直接测量气固两相流中分离相的速度、浓度和质量流量，该系统有较高的实时性和测量精度。     

气固两相流固相浓度电容式传感器优化设计

本文建立了一种螺旋式电容传感器的数学模型,并基于该模型对传感器结构进行了优化设计。优化后的结构可以产生较均匀的灵敏场分布,实测结果表明,优化后的传感器电容值与固相浓度具有良好的线性关系,测量点的线性相对偏差小于0.8%,适用于气固两相流固相浓度的测量。     

基于静电传感器的气固两相流质量流量测量方法的研究

固相微粒的体积浓度和平均速度是测量两相流质量流量的2个关键参数。本文研究了基于静电传感器的双参数法测量质量流量的新方法。对体积浓度的测量,首先通过对系统等效电路的分析及求解泊松方程并结合体积浓度与空间电荷密度的关系,建立了传感器输出电压与体积浓度之间的数学模型,而对固相速度的测量则采用了波形法,记录通过上、下游传感器的时间差,计算出固相速度。在得到固相体积浓度与速度的基础上,由质量流量的计算公式即可得到两相流的质量流量。     

工业气固两相流质量流量检测的研究

本文介绍了气固两相流量检测技术在工业生产中应用的意义及现状；基于相浓度＋速度原理的相关质量流量测量系统的原理；以及基于上述原理的电容式气固两相流流量计的工作原理及特点。     

智能化在线实时八通道流量测量相关仪

采用新的高速极性相关算法,实现了以该算法为基础的智能化入通道流量巡回检测用相关仪.实验及现场使用证明,该相关仪具有良好的实时性.它与电容传感器配合,可以测量气/固两相流的流量.     

液压油污染物双线圈多参数阻抗检测传感器

提出了一种液压油污染物多参数测量传感器,该传感器在平面型微流体电感传感器基础上增加了一个单层电感线圈,并将两个单层线圈正对排布在直微通道两侧,在电感参数检测的基础上将两个单层电感线圈等效为一对圆环形电容极板,引入了电容参数检测,从而实现了对液压油中铁磁性金属颗粒、非铁磁性金属颗粒、水滴和气泡4种污染物的检测。对该多参数传感器进行了设计,并结合仿真和实验对检测位置进行了优化,电容参数检测实验实现了液压油中180μm水滴和240μm气泡的区分检测;电感参数检测实验实现了液压油中80μm铁颗粒和150μm铜颗粒的区分检测。该研究对液压油多污染物的区分检测提供了一种新方法。     

封闭管道内散装固体物料流截面相浓度测量方法研究

为了解决圆形封闭管道内散装固体物料流截面相浓度的实时测量问题，提出了一种新型有源栅极式截面相浓度检测方法，它可以有效地减少“位置效应”和“空间滤波效应”给测量精度和实时性带来的影响。设计研制了环形栅极式电容传感器及其变送电路。有限元数值分析及模拟各种流型的试验研究表明：采用这种栅极探头可使检测截面的电容灵敏度变分参数SVP显著减少，流型变化对测量精度的影响较小。该方法是一种较理想的圆形封闭管道内气固两相流相浓度检测方法。     

一种新型浓度传感器的实验研究

介绍一种新型测量气／固两相流固相浓度的螺旋极板电容传感器，并通过实验得出提高传感器检测场灵敏度空间分布均匀性及克服边缘效应对检测精度影响的方法。     

双层电容层析成像传感器及应用

电容层析成像在气力输送过程中具有十分重要的应用地位，可进行固相浓度分布测量，流型判断。利用双层电容层析成像传感器不仅可以进行浓度测量还可以进行相关测速。基于这种思想，设计了一种双层电容传感器，与电容测量系统结合，用于气力输送过程固相浓度和速度的测量。