后向散射法测量蒸汽湿度中理论计算模型的优化

基于Mie散射理论和Lambert-beer定律,利用CCD相机接收湿蒸汽水滴微粒的散射光强,建立了蒸汽湿度测量系统。对于该系统的理论计算模型,分别采用对数正态分布(LN分布)和Rosin-Rammler分布(R-R分布)来描述模拟器缸汽中的水雾粒径分布,对散射光强进行仿真计算,将得到的仿真结果同实验数据进行对比分析。结果表明:后向散射法测量蒸汽湿度中,采用对数正态分布(LN分布)建立的理论计算模型更合适。     

激光后向散射法在测量湿蒸气中的应用研究

为了研究测量汽轮机内部湿蒸气特性,采用了基于后向激光散射法的测量新方法,得到不同角度不同位置湿蒸气散射光强度数据,从而得出湿蒸气相关参量,并求得湿蒸气水滴质量中间半径为1μm左右。结果表明,无湿蒸气时的空白数据对湿蒸气方法也有影响,需要修正公式;无论有无湿蒸气,30°的散射光光强均为60°的散射光光强的1.5倍左右,30°的散射光更明显适于测量。这一结果说明激光后向散射原理测量湿蒸气是可行的。     

后向相干散射的测量

本文介绍了随机介质中（后向）相干散射现象的理论基础和研究内容,简要介绍了后向相干散射领域的研究进展,对实验中的不足进行了总结.     

海水衰减系数的多角度后向散射测量技术研究

提出了一种基于后向散射式激光雷达方程的海水衰减系数现场快速测量方法.该方法通过接收角度的调整,得到不同距离、不同散射角度下的水体散射光信号,并根据由后向散射式激光雷达方程推导出的衰减系数公式计算测量水域的衰减系数.实验结果表明,采用多角度后向散射测量的方法得到的水体衰减系数的测量误差可控制在8%以内,且由实验结果的误差分析可知,随着系统与计算方法的改进,系统的测量误差可得到进一步减小.     

湿蒸汽参数后向异轴散射测量模型的优化及实验研究

为了能够对汽轮机湿蒸汽各参数的变化进行精准的监测,提高汽轮机内部除湿技术和机组的运行效率,对湿蒸汽参数后向异轴散射测量模型进行了优化和实验研究。基于Mie散射理论建立了湿蒸汽测量模型,对原散射体的几何模型进行优化;通过MATLAB对该模型进行了仿真模拟,计算得到当接收距离d=0.32 m,水滴群质量中间半径r0.5=1 μm,尺寸分布参数K=5和水滴数浓度N=2.5×1011时,散射光强值达到最佳。利用相减消光法和均值滤波法对CCD相机信号进行了提取和处理,并对不同工况下的湿蒸汽参数进行了实验测量计算与反演,实验反演的结果和仿真模拟的结果变化趋势吻合。研究结果验证了基于CCD的后向异轴散射测量模型的准确性和测量汽轮机蒸汽湿度实验研究的可行性,为今后的汽轮机蒸汽湿度测量提供了科学依据。     

后向散射法测量湿蒸汽的实验优化方案的研究

为了提高实验的精度以及实验的可操作性,对后向散射法测量湿蒸汽的实验方案进行了优化研究。本文研究了入射光射入位置、入射光光强、散射光接收角度三个因素对实验结果的影响。实验结果表明,这三个因素对散射光光强以及其对应的灰度值具有较大的影响;当入射光光强为20 mw、入射位置为第四截面、散射光接收角度为后向30°时,可获取到最佳的散射光图像,此时为最优的实验方案。该实验方案的研究对后向散射法测量湿蒸汽具有重要的指导作用。     

基于激光后向散射测量蒸汽湿度的仿真研究

为了研究测量湿蒸汽特性对汽轮机组正常运行的影响,采用了一种利用激光后向散射原理及联合CCD成像原理来测量湿蒸汽的新方法,得到湿蒸汽直径相关参量的测量结果。结果表明,通过仿真得到了尺寸参量、接收角度等参量对后向散射光强的影响,以及一些参量的最佳取值范围;当接收角度为180°和接收距离为0.5m时,能够得到较高的散射比例。这为实际测量提供了一定的参考依据。     

限定接收范围的散射偏振前向传输优化算法

为解决偏振子午面蒙特卡洛法的计算结果与测试结果存在出入的问题,文中提出了一种限定接收范围的改进算法。偏振子午面蒙特卡洛法计算过程中采集整个截面的前向散射光,但实际接收装置通常接收部分前向散射光,这是引起偏振子午面蒙特卡罗法的计算结果与实验结果存在出入乃至失配的重要因素之一。为此,改进算法限定了前向散射光的接收范围,限定的接收范围与实际接收范围一致。采用原算法和改进算法分别模拟 45°线偏振光和水平线偏振光在聚苯乙烯悬浊液中传输。选用粒径 1 μm 的聚苯乙烯悬浊液开展验证实验,通过对照测试结果,改进算法相比原算法能够更好地匹配实测结果。通过计算单个微粒的偏振状态保持情况,阐明改进算法提高计算精度的作用机理,即前向散射角愈外延,散射光的偏振态变化愈剧烈,而改进算法规避掉了绝大部分前向散射角外延程度较大的散射光。     

汽轮机蒸汽湿度测量系统的频率跟踪设计

在蒸汽湿度测量系统中,为解决频率跟踪时延过长问题.提出了一种新的频率跟踪方法.根据微波谐振腔对不同频率输入信号的调制作用,通过鉴幅,鍪相判断输入信号频率与微波谐振腔谐振频率的关系,进而利用单片机控制压控振荡器(VCO)的输出频率,从而减小频率跟踪的时延,并实现频率跟踪的智能化.     

多种群遗传算法在湿蒸气参量测量中的应用

为了利用激光散射法快速准确地测量出汽轮机中湿蒸气的参量值,实时监测汽轮机末级蒸汽湿度,指导汽轮机安全运行,采用多种群遗传算法,用三次样条插值的方法代替散射理论公式,以理论值与测量值的最小二乘值为目标函数,设置合适的控制参量,对加入高斯白噪声的仿真数据和模拟汽缸的实验数据进行搜索寻优。结果表明,多种群遗传算法能够克制过早收敛,准确地搜索到全局最优解,在遗传代数内反演出湿蒸气的各个参量。该研究对激光散射法测量湿蒸气参量或其它微粒粒度分布的反演是有帮助的。     

基于小靶标法的星载CCD相机MTF在轨检测研究

星载CCD相机成像质量在轨检测关系到卫星遥感数据的应用和未来卫星遥感器的发展,合理、有效和实用的方法是获取可靠检验结果的重要保障.在传统的刃边法基础上,介绍并验证了一种新的点靶标方法.点靶标方法具有即适用于较高分辨率卫星遥感器的检验,同时也满足对较低分辨率检验的特点.     

异轴角散射法测量湿蒸气参量的方法研究

为了实时监测汽轮机末级湿蒸气中水滴大小分布和浓度的变化,指导汽轮机的安全经济运行和锅炉给水量,减小湿蒸气对汽轮机的影响,提出了一种以CCD为探测器、测量湿蒸气参量的异轴角散射方法;根据模拟汽缸的结构和参量建立数学模型,并进行了仿真分析,得出水滴群质量中间半径、水滴数浓度和尺度分布参量的变化对散射比的影响规律;分别对不同工况下的湿蒸气进行了实验测量;仿真和实验结果变化趋势基本一致。结果表明,利用异轴角散射法测量湿蒸气参量变化是可行的。该研究对湿蒸气参量以及其它微粒的监测是有帮助的。     

汽轮机内蒸汽湿度测量控制系统研究

介绍了以TI公司的MSP430F157单片机为核心的蒸汽湿度测量控制系统,该系统具有研制成本低、扩展性能好、软件功能强、操作使用简便等优点.软件平台采用IAR Embedded Workbench,调试器采用IAR C-SPY,可实现脱机运行.     

快速反演算法在汽轮机蒸汽湿度测量中的应用

为了解决汽轮机通流部分蒸汽湿度的在线测量问题,提出了一种基于散射相函数的半经验公式快速反演散射光强分布的计算方法。该算法采用MATLAB自带的cftool进行相函数的双高斯拟合,拟合误差低,且拟合函数可以快速得到Mie散射理论的近似解析解,即从散射光强分布到水滴质量中间半径的快速反演。结果表明,在约束水滴粒径范围内,得到了颗粒大小与散射比之间的半经验模型,对比实验测得散射比,吻合良好,且由半经验模型反演得到水滴质量中间半径为1.1μm。在一定条件下,可以有效解决蒸汽湿度的在线测量问题。     

基于无线供能反向散射通信系统安全性的稳健机会约束优化算法设计

针对无线供能反向散射通信系统中信道不确定性以及安全性问题,提出一种考虑系统安全性的稳健机会约束优化算法.首先,在考虑窃听数据传输速率约束、最小能量收集约束和设备反射率约束条件下,建立一个基于信道不确定性的最大化系统传输速率最小值的优化问题.为求解该问题,应用基于伯恩斯坦型不等式的安全近似方法,将原不确定性问题转换为确定...     

返回散射电离图传播模式的自动识别方法

提出了返回散射电离图传播模式的自动识别方法.介绍的方法仅基于返回散射电离图本身,结合电离层传播机理,无须人工干预,自动识别出一幅返回散射电离图存在哪几个反射层(E层、Es层和F层)的回波,根据层数采用不同的算法提取各个层的回波前沿.最后,又提出了利用垂测和斜测电离图辅助判读返回散射电离图的方法,能够提高返回散射电离图模式识别和前沿提取的正确率,具有较好的应用前景.