基于面阵CCD的散射式激光粒度测量方法研究

研究了基于CCD传感的激光粒度测量方法和优化。在系统设计和实验参数优化基础上,设计了CCD传感器的光环尺寸,并基于Mie散射理论,建立了理论计算模型,计算了待测颗粒的理论光能分布。对标称粒径为10.9μm和57.9μm的聚苯乙烯乳胶标准颗粒进行实验,获得颗粒散射光能分布图像,提出了一种新的光环中心确定方法,并由编写的图像处理程序分析散射光能分布。颗粒粒径的反演结果与标称尺寸比较表明,用此测量方法得到的颗粒散射光能分布与其理论分布较一致,稳定性与重复性较好。     

RLPG点火过程中贮液室压力振荡分析

建立了 2 3 mm RLPG点火过程分析模型 ,研究了贮液室产生压力振荡的主要原因 .分析了 RLPG在点火过程中贮液室液体压力振荡现象 ,此期间压力振荡频率相对较低 ,危害较大 .分析模型考虑了高压下液体可压缩性 ,模拟计算结果表明 ,液体可压缩性是此期间压力振荡的主要原因 .经过改进 RLPG结构 ,采用合理措施 ,可以将压力振荡控制在安全范围之内     

长光程消光在线测量油雾过滤器的过滤效率

为测量油雾过滤器的过滤效率,提出一种长光程低体积分数颗粒消光测量方法,根据过滤前、后的油雾颗粒粒径和体积分数评估油雾过滤器的过滤效率.设计了油雾发生器模拟装置以及测量区域光路多次折返装置,以在线测量油雾颗粒的粒径和体积分数.经标定,测量区域光程为2 000mm.使用消光光谱技术反演计算得到油雾颗粒的粒径分布和体积分数.实验测得过滤后的油雾颗粒平均粒径D32=0.28μm,体积分数φ=1.5×10-8,并推算出该油雾过滤器的过滤效率为93.15%.结果表明:长光程消光法测量装置适用于测量细微颗粒(如油雾颗粒)的粒径和体积分数,可以用于高效过滤器性能检测和评估.     

高浓度超细颗粒系后向散射研究

为了研究高浓度状态下颗粒系后向散射规律 ,基于Beer-Lambert定律、Mie散射理论及复散射的相关理论建立了消光 -散射衰减模型 ,并针对具体算例进行了数值计算 ,给出计算结果。     

低压汽轮机内湿蒸汽两相流测量

报道了作者近年来在低压汽轮机内湿蒸汽两相流测量技术方面的进展。由于湿蒸汽两相流中的 1次水滴、2次水滴和流场密切相关 ,作者研制了能同时测量 1次水滴、2次水滴和流场所有参数的集成化探针 ,并在 35 0MW和 2 0 0MW汽轮机上作了实测 ,得到了 1次水滴的尺寸和浓度 ,2次水滴的尺寸、速度和流动方向 ,以及流场的各参数     

超声法纳米颗粒悬浮液粒径测量中温度影响的实验研究

针对医药、化工领域高浓度纳米悬浮液颗粒粒径超声检测中温度影响,采用超声衰减谱法(UAS)对体积浓度30%的纳米铟锡金属氧化物(ITO)水性悬浮液在循环流速800 r/min,温度298～358 K时颗粒粒径分布进行实验。结果表明:温度升高,超声幅值A减小,超声衰减系数增大,颗粒中位径D50增大,颗粒系分布曲线整体朝大颗粒方向偏移,但是分布宽度保持稳定的趋势。同时,将室温(298K)测量结果与CPS离心沉降颗粒测量仪对比,结果较吻合。通过线性回归的方法修正温度对测量结果的影响,超声衰减法能够应用于358K的高温下高浓度纳米颗粒检测。     

锅炉煤粉气力输送状态在线监测系统研究

煤粉气力输送状态在线监测对磨煤机工作状态以及锅炉炉膛燃烧安全、均衡和稳定性的评估具有重要意义.在理论研究的基础上,研制了一种基于激光脉动法和互相关法测试原理的锅炉煤粉气力输送过程参数在线监测系统,以实现煤粉气力输送过程状态的在线监测.该系统通过煤粉流经系统探头测量区时的激光脉动信号,经过光电信号转换元件、信号滤波以及数据分析处理后得到煤粉浓度、细度以及速度特征参数,进而评估磨煤机和煤粉管道运行状态.现场安装和测试结果表明,该系统具有测量精度高、成本低以及安装简便等特点.     

超低排放烟尘角散射法测量影响因素研究

针对超低排放烟尘角散射法测量不准确问题,基于Mie散射理论建立烟尘角散射仿真计算模型,结合超低排放烟尘的颗粒特征,开展不同参数的烟尘角散射仿真计算,分析了入射光波长、探测角度、相对折射率、颗粒粒径及颗粒质量浓度对超低排放烟尘角散射法测量的影响。结果表明:颗粒粒径、颗粒质量浓度和相对折射率对测量系统关键参数的选取有很大影响,光学系统的入射光波长和探测角度需要根据超低排放颗粒特征来优选。     

基于轨迹图像灰度分布的颗粒速度测量

在对单帧长曝光成像法形成的颗粒轨迹灰度值进行理论分析的基础上,提出了基于灰度值分布的颗粒速度测量方法,即对轨迹长轴一端的像素相对灰度值ΔG沿轴向x进行线性拟合,可获得拟合斜率-Pk/v,其中常数k由标定实验预先获得,从而可计算出颗粒速度。基于成像仿真分析和实验研究,对该方法的速度测量误差进行了分析,并与前期工作中采用的直接二值化方法结合Regionprops函数或Radon变换测速的误差进行对比,结果表明,在该实验条件下,基于图像灰度分布的方法可将测速误差减小5%～25%。     

在线测量煤粉粒度分布和浓度的实验研究

锅炉的煤粉在线监测对于节能减排、燃烧优化等起重要作用。基于光脉动法在线测量煤粉平均粒度的原理,结合频谱分析方法,提出了光脉动谱法,可以在线测量煤粉的粒度分布和浓度。通过对光脉动法在线测得的煤粉时间序列信号进行分析,得到不同频率段煤粉的脉动信号,分析了各频率段脉动信号与煤粉粒度分布间的关系,据此得到煤粉的粒度分布和浓度。实验结果与取样筛分得到的煤粉粒度分布进行了比较,二者吻合很好。