基于静电传感器的相关流速测量

为了解决传统方法测得的气/固两相流流速具有一定波动性等问题,提出一种新的互相关峰值计算方法——最小二乘法拟合寻峰,利用环状静电传感器与互相关测速原理实现了气/固两相流流速测量.通过静电传感器测得气/固两相流中固相颗粒的随机信号,采用FIR数字滤波处理技术,有效提高了信号的信噪比,在测量过程中实现了真正的非接触式测量.经过反复实验确定了最佳采样频率和采样点数量,与传统方法相比,采用最小二乘法拟合互相关函数寻峰可以使离散的相关峰值点连续,测量误差减小.     

基于声波传感器的炉内温度测量方法研究

用具有强抗干扰能力的互相关测量技术，研制了一套基于声波传感器的炉内温度测量系统。在室温模拟环境下，对主要影响温度测量精度的炉内声波飞行时间的测量进行了实验研究。结果表明：该测量系统所采用的声源合理，互相关函数峰值明显，声波飞行时间测量准确，抗干扰能力强，能较准确测量声波路径上气体介质的平均温度，是一种很有前途的炉内温度测量方法。     

内置式电容层析成像系统传感器优化设计

电容层析成像系统重建图像的质量主要依赖于系统的观测矩阵,即灵敏度矩阵,灵敏度矩阵的特性又由传感器的结构参数所决定的。本文提出了采用反映灵敏度矩阵特性的条件数作为主要的电容传感器优化设计指标,结合表示传感器电极总体灵敏程度的电容变化量指标,兼顾最大、最小电容测量值满足测量范围的要求,进行综合优化设计。通过有限元方法,分析了内置式传感器电极结构参数对电容测量值和灵敏度矩阵的影响,并利用综合指标进行了优化,获得了一组内置式传感器的优化结构参数。     

ECT图像重建正则化参数选取新方法

电容层析成像图像重建是一不适定反问题。此种情况下，仅使用最小二乘法不能保证获得满意的介质分布图像重建结果，因此广泛使用TIkhonov正则化算法来产生适当的解。正则化参数的合适选取对图像重建至关重要，其对重建质量和计算时间都有影响。本文提出了一种基于最平坦斜率的Tikhonov正则化参数选择方法，并针对2种典型介质分布，将基于此方法计算的正则化参数同L-曲线法在电容测量数据无噪声和施加噪声情况下的图像重建结果进行了比较。     

基于广义互功率谱的温度检测方法

声温法是基于声波与CT技术相结合的非接触测温法,声波信号飞渡时间的精确测量是温度场检测的关键环节,在低信噪比、复杂混响的背景环境下,传统相关算法无法准确计算出声信号的时延。采用广义互功率谱相位分析算法来克服背景环境中乘积性干扰和卷积性干扰,通过对采样信号进行白化处理,并随信噪比的变化调整互功率谱的权值,来提高时延估计算法的抗噪声与抗混响能力。理论推导和实验结果分析证明,与传统相关函数分析算法和互功率谱相位时延算法进行比较,新互谱算法能有效克服噪声和混响干扰,锐化峰值,准确估计出声信号的时延。     

相关测速中测速精度与记录长度间的关系

本文建立了相关测速中时间分辨率与相关函数测量误差及记录时间的关系式,所得结论可在相关仪设计、制造中作为参考。     

基于静电传感器相关测速精度探讨

基于静电传感器互相关原理测量气/固两相流流速时,针对互相关测速存在的问题,讨论了影响相关测速精度的主要因素。通过实验分析,对于传统方法测得气/固两相流速的波动性,选用了运动波理论得到一种基于运动波理论的相关测速模型,为进一步提高相关测速精度提供了一个途径。     

基于自适应步长双参数正则化算法的超声波过程层析成像图像重建

提出了一种新的自适应步长双参数正则化算法,对超声波层析成像系统检测浆体浓度分布进行图像重建。该算法利用转换矩阵将超定解作为先验信息,嵌入到正则化泛函中,避免重建图像被过度平滑,不仅成像速度较快且重建图像具有较高分辨率。仿真实验结果表明,相比于Tikhonov正则化算法以及Landweber算法,自适应步长双参数正则化算法重建图像的相关系数有明显提高并且边界信息更加可靠。     

电磁层析成像图像重建中的修正共轭梯度算法

通过研究共轭梯度算法,推导出适用于电磁层析成像的修正共轭梯度算法,该方法提高了收敛速度,改善了电磁层析成像重建图像的质量。首先以共轭搜索方向充分下降为充分条件,理论推导出修正共轭梯度算法。然后从相对图像误差、相关系数和收敛曲线几个方面出发,评价了Landweber迭代法、单步Tikhonov正则化方法、共轭梯度法和修正共轭梯度法在电磁层析成像图像重建中的结果,得出结论:修正共轭梯度方法的相对图像误差最小,重建图像和原图像的相关系数最高,收敛情况优于共轭梯度算法。     

高速电容层析成像系统的硬件关键技术研究

如何提高电容层析成像系统数据采集率,使其能够满足高速流动过程成像的需求,一直都是学者们的研究热点。本文就ECT系统的微小电容测量电路、数据采集控制模块以及通信模块,分别讨论影响其实时性能的关键技术及目前的研究成果。论述了两种适用ECT系统的高速电容测量电路,重点分析了提高交流法微小电容测量电路的实时性能的方法,给出其高速工作模式及参数选择方法;同时总结了高速数据采集控制模块及通讯模块的关键设计技术,即控制器、测量控制方案及通讯方式的设计和选择。