两相流检测ECT高速数据采集系统的研制

针对电容层析成像系统难以解决的提高数据采集速度与降低噪声之间的矛盾以及抗杂散电容干扰等问题，基于电荷放大原理，研制了一种高速电容数据采集电路。与充放电及交流法原理电路相比，在一个测量周期内，只需一次充放电即可完成对电容的测量，不产生脉动噪声，故无需滤波器，易于数据采集速度的提高，同时采用了并行测量方式、高速芯片和高速通讯等优化措施，经测定对12电极电容传感器的数据采集速度可达600幅/s，对杂散电容具有较强的抑制能力，系统灵敏度为4.8V/pF，可分辩的最小电容变化量为0.5fF，满足工业实用化要求。     

水平管气液两相流流型的压差波动特征

气液两相流的流型对其流动和传热特性有很大影响，所以如何确定流型一直是两相流研究中的重要课题。通过大量实验，测量了各流型在各种工况下的一些流动参数，包括：压力、温度、各相的流量以及实验段的压差波动时间序列。通过对实验段压差波动信号的分析发现，压差波动信号能很客观地提供流型的信息，可以用来识别流型。     

螺旋管内气－液两相流流型转换特性试验研究

以空气和水为介质，在压力０．１～０．６ＭＰａ范围内对螺旋管内气—液两相流流型及其转换特性作了认真的试验研究。试验中采用压差波动法测定流型，通过详细分析整理大量试验数据，获得了不同流型下的压差波动信号，绘制了不同螺旋直径、不同螺旋升角下的流型图，并通过对试验数据计算、回归分析得到了三种主要流型的转换关系式，借助图形叠加技术，直观指出螺旋管螺旋直径、螺旋升角对流型转换的影响，在低温低压下，对工程实际具有指导意义。     

摇摆状态下水平管内气液两相流流型转换研究

以空气和水为工质,对摇摆状态下管径为25mm有机玻璃管内两相流流型转换规律进行了实验和理论研究.依据稳态条件下的流型转换机理,通过考虑摇摆引起的附加惯性力的作用,确定了影响分散泡状流和环状流型转换的主要因素,进而提出摇摆状态下分散泡状流向泡状流或间歇流和环状流向分层流 间歇流或间歇流型转换的准则关系式.并将该理论模型与实验数据以及稳态条件下的半理论公式进行了比较,结果表明新准则关系式要比稳态关系式能更好地预测摇摆状态下流型转换边界.     

基于图像处理的气液两相流流型识别

提出了一种计算机自动准确识别流型的新方法。该方法利用高速电荷耦合器件（CCD）获取
管道内气液两相流的流动图像,经过图像处理后,提取二值化图像中气泡的面积、宽度、高度和中心坐标
,结合模糊推理方法对流动图像进行流型识别。实验结果表明,该方法能够自动有效地识别水平管道内的
多种基本流型,识别准确率分别为：气泡流93.3％,塞状流85.3％,分层流97.3％,弹状流98.6％,雾环
状流92.7％,识别图像速度约为22帧/s.     

螺旋管内气—液两相流流型转换特性试验研究

以空气和水为介质，在压力０．１－０．６ＭＰａ范围内对螺旋管内气－液两相流流型及其转换特性作了认真的试验研究。试验中采用压差波动测定流型，通过详细分析整理大量试验数据，获得了不同流型下的压差波动信号，绘制了不同螺旋直径、不同螺旋角度下的流型图，并通过对试验数据计算、回归分析得到了三种主要流型的转换关系式，借助图形叠加技术，直观指出螺旋管螺旋直径、螺旋升角对流型转换的影响，在低温低压下，对工程实际具有     

倾斜下降管内气-液两相流流型PSD特征

气液两相流的流型对其流动和传热特性有很大影响，所以如何确定流型一直是两相流研究中的重要课题。对倾斜下降管内气液两相流流型的鉴别进行了实验研究。结果发现：利用压差的时域信号和信号的功率谱密度函数(PSD)，可以客观地判别流型。     

油煤浆加热炉前混氢直管段气液两相流流型数值分析

利用Fluent软件中的VOF模型对煤液化工业中油煤浆加热炉前混氢直管段的气液两相流进行了模拟计算,分别对3种不同油煤浆流速和6种不同的氢气流速进行了气液两相流型模拟分析,并将分析结果与Mandhane流型图进行了对比,二者基本吻合.模拟计算结果表明,在给定油煤浆流速下合理控制氢气通入量可保证气液两相流流型为冲击流.     

基于小波变换的气液两相流系统软测量

为解决多相流系统的参数检测和流型识别问题,以气液两相流系统为研究对象,在小波分析技术的基础上,建立了一个气液两相流系统的参数检测软测量模型,并对此模型进行了分析和模拟实现．结果表明,此模型可以通过4尺度小波变换图清楚地看到段塞流及波状流的形成及结束过程,并生成波流的去噪光滑波形图及辨识细节波形图,从而达到有效识别波流流型的目的．     

两相流离散相浓度软测量新方法研究

提出了一种两相流离散相浓度软测量的新方法,该方法以12电极电容传感器为信息获取手段,应用神经网络技术进行信息处理以获得离散相浓度．利用电极间的对称性,将网络结构进行了化简．实验结果表明,浓度测量最大误差小于5％．     

基于图像重建基础上的两相流相关测速系统的仿真研究

气/液两相流是自然界和工业过程中广泛存在的一种非常典型且复杂的两相流形态.介绍了电容层析成像(ECT)技术和相关流速测量技术相结合实现气/液两相泡状流的离散相速度及其分布测量的研究.     

用神经网络分析两相流横掠三角形柱体的信号

对气液两相横掠柱体旋涡脱落信号数据进行了三层小波分解,并提取第三层小波分解的8个重构信号的能量作为人工神经网络的输入特征向量,训练了人工BP神经网络,并应用该网络实现了气液两相绕流中含气率大小的定位.解决了用传统的傅里叶变换进行信号分析时所不能解决的问题,即当含气率过大时,无法从功率谱图上确定含气率的大小.试验范围内最大可确定的截面含气率可达35.9%.研究表明,小波分解的特征提取技术和人工神经网络的模式识别技术联合应用可以作为测量两相流组分的一种新方法,也可作为对大含气率气液两相流横掠柱体旋涡脱落的分析方法.     

BP人工神经网络在加氢汽油干点软测量中的应用研究

汽油干点是石油加工过程中汽油质量的一个重要指标,但实际生产中还没有合适的可用于实时测量这一参数的仪器,本文运用软测量技术,通过BP人工神经网络建立了软测量模型,并嵌入到DCS控制系统中对汽油干点进行实时预测和推断,在实际应用中取得了良好的预测效果.     

两相流ECT系统的自寻增益数控放大器设计

在两相流电容层析成象(ECT)系统中，由于两相流体的多样性、流型及相分布的复杂性。使得被测介质的介电常数变化范围很大，这就要求采集处理电路的放大部分的增益具有宽量程来适应不同参数的两相流体．所提出的高精度自寻增益数控放大器，很好地解决了这些问题．     

电阻层析成象技术在两相/多相流检测中的应用

两相流（或多相流）是一种广泛存在的混合流动模式,电阻层析成象（ＥＲＴ）技术是一种可用于液固、气液两相流参数检测的高新测量技术．从其数理基础出发,介绍了ＥＲＴ系统构成,技术特点、国内外研究现状以及ＥＲＴ技术关键和发展前景等．     

Study on Venturi nozzle for gas-liquid two-phase flow metering

Experiments were carried out to study gas-liquid two-phase flow through a horizontally mounted Venturi nozzle.The inner diameter of pipe is 25 mm and the throat diameter of Venturi nozzle is 5.1 mm.The...     

用于油气两相流空隙率测量的电容层析成像量化新算法研究

提出了一种基于Tikhonov正则化原理并组合同步迭代算法(simultaneous reconstruction technique,SIRT)的组合型量化图像重建新算法,Tikhonov正则化原理用于克服图像重建中的不适定性问题并得到初始重建图像,SIRT算法用于对初始图像的迭代改善从而得到最终重建图像,新算法图像重建的质量优于目前常用的滤波线性反投影（FLBP)算法,将新算法应用于油气两相流的空隙率测量表明,提出的量化新算法是有效的,并经实验验证,空隙率测量的最大误差可小于5％,测量时间小于0．25s。     

小波包主成分分析在气液两相流流型识别中的应用

针对气液两相流特征参数与流型之间复杂的非线性关系,提出了一种基于小波包主成分分析和最小二乘支持向量机(LS-SVM)的气液两相流流型识别方法。该方法首先对采集的3个不同取压间距差压波动信号进行4层小波包分解,形成小波包特征向量矩阵,然后运用主成分分析方法降低特征向量矩阵的输入维数,并用于LS-SVM训练和识别。试验结果表明,融合3个传感器信息的主成分特征可有效地识别流型,与单一传感器的特征相比,具有更高的识别率。     

气液两相流波动系数及其在流型识别中的应用

为了克服已有流型识别方法受主观影响大、在线识别困难和流型识别不准确等缺点，利用对气液两相流流型影响小、压力损失小的文丘里管测量差压信号,通过计算差压信号瞬时值平均方根与平均差压方根之间的比值得到气液两相流的波动系数，提出了双参数识别气液两相流流型的方法.波动系数表明了瞬时差压偏离平均差压的程度以及截面含气率的波动程度.两相流动越不稳定，截面含气率波动越大；气液两相流各截面状态的差异越大，波动系数越大.两相流波动系数表示两相流动的波动程度，使用波动系数可以直接将分层流与其他两相流流型区别开.实验结果表明，双参数识别气液两相流流型的方法受主观影响较小，可以有效识别泡状流、塞状流、弹状流、环状流和分层流.