基于平面电容的油水多界面检测方法研究

含水量是衡量原油质量的重要指标,在原油的生产和储运过程中油水混合液分界面不断变化,因此全过程都要用到高精度传感器对其进行界面检测。基于电容边缘效应设计了一种侵入式平面电容传感器,其主要结构由基板和平面电极阵列两部分组成。运用有限元软件建立8电极阵列传感器模型,对不同电极工作时的电场分布进行研究,分析了平面电容传感器的检测灵敏度和成像精度。并且,研究了电极宽度、长度和相邻间距对传感器灵敏场分布的影响。对介电分布进行图像重建,使设计的平面电容阵列传感器可以检测3个分界面的高度,且经过尺寸参数优化,提高了传感器的成像精度。实验证明,运用平面电容阵列检测油水界面的方法具有可行性和有效性。     

电容层析成像系统径向电极对传感器性能及敏感场分布的影响

电容层析成像系统传感器的敏感场分布受多相流介质分布的影响,软场特性给图像重建带来很大困难.该文以8电极油水两相流电容层析成像为研究对象,采用有限元仿真的方法,分析了径向电极及其嵌入尺寸对电容层析成像系统电容值及敏感场分布的影响.通过仿真分析,确定了径向电极的嵌入尺寸,从而能够在缩小测量电容值的动态变化范围,减轻数据采集电路设计难度的同时,提高电容响应的灵敏度,改善传感器敏感场的分布,提高电容层析成像系统的性能.     

电容层析成像系统传感器优化设计及仿真

本文以8电极油水两相流电容层析成像系统为研究对象,针对图像重建的质量依赖于电容敏感场分布这一特性, 采用有限元的方法建立敏感场的数学模型,采用不等间距的方法完成了传感器场域的自动剖分和敏感场的数值计算。对决定传感器性能的结构参数进行选取,通过仿真分析确定了传感器的优化参数,从而使设计的传感器能够在缩小测量电容值的动态变化范围,减轻数据采集电路设计难度的同时,提高电容响应的灵敏度,改善传感器敏感场的分布,提高电容层析成像系统的性能。根据此优化参数设计和研制的电容传感器获得了较为理想的重建图像。     

用于气液两相流流型识别的ECT传感器的优化设计

为提高电容层析成像系统图像重建的质量,采用有限元方法,建立电容层析成像系统敏感阵列电极二维数学模型,同时以8电极水气两相流电容层析成像为研究对象,分析不同电极覆盖率以及屏蔽电极与电极外表面距离对电容层析成像系统电容值及敏感区域的影响.结果表明,电极覆盖率在80%左右时,电容传感器灵敏度均匀性得到提高,屏蔽半径是管道内径...     

基于电容检测方法改进的ECT图像重建算法研究

本文对现有电容层析成像系统的电容检测方法进行了改进,通过分析电容传感器敏感场的软场产生机理提出一种基于极性交换的新电容检测方法,采用新检测方法后可以使应用于图像重建的独立电容值个数增加一倍,从而改善系统数学模型的病态特性,在此基础上结合Tikhonov正则化算法进行实验仿真。仿真数据表明与传统电容检测方法相比结合极性交换电容检测方法的Tikhonov算法能够快速而又较高精度的重建出两相流断层图像,尤其是对于复杂流型,图像重建精度及形状都有了较大提高,同时还提高了电容传感器敏感场的均匀性,改善了其非线性程度。     

基于ANSYS的电阻层析成像传感器敏感场三维分析

采用电磁场有限元软件ANSYS建立ERT传感器敏感阵列的三维模型,分析了电阻层析成像系统中敏感场的分布特性和二维场域的局限性。并在此基础上研究了电极尺寸、空间排列等对所建立的场域带来的影响。结果显示增加电极的宽度与长度都有利于改善激励场域在径向分布的均匀性,进而减少二维场近似三维场进行计算时所带来的误差,为改进敏感场电极阵列的设计,以及还原图象的解释提供了便利与依据。     

电容层析成像在滑动轴承润滑油膜测量中的应用

滑动轴承是燃气轮机、蒸汽轮机、压缩机等重型旋转机械中的关键部件,其安全稳定运行具有重大的经济意义。该文提出将电容层析成像技术用于滑动轴承润滑油膜分布的监测。根据滑动轴承的特点,设计特殊的传感器结构。将轴颈设为特殊的传感器电极,与轴瓦上的常规电极共同形成电极阵列,对轴颈和轴瓦间的环形空隙区域成像。对设计的传感器结构建立有限元模型,计算传感器电容、电极对灵敏场等,以分析传感器的特性。采用LBP和Landweber 2种算法重建滑动轴承润滑油膜分布图像,重建算法能较好地重建设定油膜分布下的图像。     

一种电容层析成像系统多电极激励方法

针对电容传感器测量区内的灵敏场受静电场“软场”的影响,存在灵敏度分布极不均匀的问题,在详细分析电容层析成像系统电容测量原理的基础上,提出一种三电极激励双电极检测方法,该方法采用三电极激励双电极检测方式使得相邻电极间有一个相对均匀的电场,同时增加独立测量检测数,改善求解的不适定性,提高测量区灵敏场的均衡性.利用ANSYS...     

改进灵敏度矩阵的复合材料粘接缺陷 ECT 检测

平面电容层析成像(ECT)技术对复合材料粘接缺陷的图像重建,通常要借助灵敏度矩阵完成。 ECT 传感器的敏感场分 布在一个三维空间,但用于缺陷检测的重建图像是二维的,因此存在不同层灵敏度矩阵的选取问题。 探究了不同层灵敏度矩阵 的选取,并提出了一种灵敏度矩阵改进方法。 通过对负敏感区域的阈值处理和绝对值处理,改善了灵敏度矩阵的病态性和不均 匀性,降低 ECT 正问题模化误差。 仿真和实验结果表明,所提方法能够明显降低重建图像中的伪迹,提高重建缺陷的清晰度, 进而降低缺陷误判或漏判的概率。     

多相流电磁成像测井测量敏感场分析

在油井多相流电磁成像研究中,测量敏感场的研究是设计测量仪器和图像重建的前提工作。本文根据阵列电极结构和测量电磁场特性,应用有限元求解流体截面的电磁场问题,对于不同介质分布模型,计算电势分布,进而模拟测量敏感场。计算结果表明,在靠近发射电极和测量电极的区域敏感性较强,在弧形区域的中间敏感性较小,同时在接地电极附近存在小的“负敏感”区域,形态上测量敏感场呈马鞍面状分布。     

汽轮发电机水路堵塞时定子流体场和温度场的数值仿真

水冷汽轮发电机冷却水路的堵塞是其常见的故障,水路系统堵塞的检测手段之一是监测其温度的变化。由于水氢氢汽轮发电机采用氢气冷却定子铁芯和转子部分,采用水冷却定子绕组,使得其冷却系统比较复杂,并且流体流动状态直接影响到温度的变化。为了得到较好的温度仿真结果,将流体场与温度场进行耦合,建立了汽轮发电机定子三维流体场与温度场的耦合数学模型。在通过计算汽轮发电机二维电磁场从而获得定子铁芯损耗分布的基础上;利用有限体积法耦合计算了定子的三维流体场和温度场。采用所建立的数学模型,计算了定子线棒空心导线在不同堵塞故障下定子的三维流体场和温度场,总结了定子温度的变化规律:与正常运行相比较,空心导线堵塞时,定子最高温度点的位置由上层线棒的出水口处转移到了被堵塞的线棒;被堵塞的空心导线即使增加1根,也会使得其所在的线棒温度有较大的增加,但是定子铁芯齿部、轭部以及正常线棒的温度增加很少。     

共箱封闭母线多物理场耦合分析

共箱封闭母线由于拥有较为复杂的发热与散热结构,故其温升的计算一直是研究与设计的重点。借助有限元法,通过建立有限元模型首先分析得到了双层导体共箱封闭母线在稳态中的工频电磁场及焦耳热分布。随后利用间接耦合法,将焦耳热作为热源带入到流场-热场耦合模型,计算得到了热场与流场,进而得出共箱封闭母线中导体与外壳的主要散热方式为辐射散热,为控制母线温升应加强母线的辐射散热能力。     

航空电源系统用高速实心式永磁同步电机设计

针对多电飞机航空电源系统日益增长的用电需求,设计了一台额定功率为75 kW、额定转速为65 000 r/min的高速实心式永磁同步电机。此类高速电机运行速度快、损耗密度大,其设计受到多物理场的共同约束。通过有限元仿真,从电磁场、机械场和温度场三个角度对电机性能、转子强度和冷却系统进行了设计,并通过试验验证了设计的合理性。分析结果为多电飞机电源系统电机产品提供了参考依据。     

一种新型矿用电机—复合转子异步电机谐波电磁场的三维分析

对一种新型矿用电机－复合转子异步电机中定子高次谐波磁势在有限长转子中所产生的涡流磁场进行三维分析。结论是，谐波磁场的三维特性比基波磁场明显减弱，谐波磁场的次数越高，磁场趋趋于二维分布，在各次谐波磁场中，齿谐波磁场较强，有时甚至强于任何其它高次谐波，因此设法削弱齿谐波磁场是降低谐波转矩和附加损耗，提高电机效率的有效方法。     

高压工频电场警示仪的研究

环评测试表明,在高压线路下和变电站内部分区域,电场强度超过国家标准5kV/m规定的最大值.为了便于电力工作人员及时准确的获得作业场所的电场信息,本文以C8051F020单片机为核心开发研制了高压工频电场警示装置.现场测试表明,该装置不仅可以对电场强度进行测量,当环境的电场强度超过规定值时,其声光报警系统可以自动告警,能满足电力系统对电场环境监测的需要.     

Measurement of small variations of atmospheric electrical field signals in fair weather

The variations in atmospheric electrical field signals in fair weather were observed both at Aobayama in Sendai and at Tsukidate in the Miyagi Prefecture. The measurements were made using a slow antenna type electrical field meter composed of a metal plate electrode and a CR integrator. They were recorded using a portable pen-recorder. A field meter of this type is suitable for measuring relatively rapid variations. The observations were made in a period of a few minutes in fair breezy weather. The data collected using a bare metal electrode were compared with those using an insulated electrode in order to detect an air-earth current. Examination of the dependence of the amplitude of the variation to the electrode size and height showed that the atmospheric electrical field is affected by these parameters. Observation of signals at two different positions gave the time delay between positions. This indicated that the electrical field perturbation was about several hundred meters. The well known atmospheric circulation with a period of a few minutes suggests that the observed variations in the electrical field signals were caused by electrical charges moving together with the atmospheric circulation. © 1998 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 125(4): 34–42, 1998     

交流输电线路工频电场和磁场在人体里感应电流的估算方法

交流输电线路的工频电场和磁场会在人体感应出电流,该电流在人体引起的生物效应,如果感应电流超过某个限度就可能对健康有影响。这里给出估算该感应电流的简单方法,以判断在一定场强下人体感应电流是否超过基本限值。     

珠海发电厂2号发电机失磁运行原因分析

发电机失磁运行是一种较严重的故障现象。文中分析了珠海发电厂 # 2发电机励磁开关误跳闸及发电机失磁运行的原因 ,指出发电机及励磁设备的保护控制在设计和安装调试方面所暴露的问题 ,并提出改进措施。     

物理场在燃煤烟气脱硫脱硝工艺中的应用

综述了高、中、低能量物理场在燃煤烟气脱硫脱硝工艺中的应用。高能量物理场(如高能辐射化学法、微波诱导等离子体法、微波放电法、微波加热法等)通常直接改变脱硫脱硝反应机理;中、低能量物理场包括静电喷射器法、荷电干式喷射器法、磁固定床法、磁流化床法、低温磁性铁基SCR脱硝技术、微波诱导催化还原脱硫脱硝技术等通常改变脱硫脱硝反应的物理过程。烟气脱硫、脱硝效率随物理过程的改进而提高。     

平班水电站电磁干扰计算分析

对水电站电磁干扰源的产生和影响进行详细阐述,具体针对平班水电站的情况进行电磁场干扰的分析。以416m高程的继电保护屏室一中控室为例,进行了详细的计算和分析,提出了合理的改进建议,并计算了改进结果一最后提出水电站电磁干扰的一般性结论和防范措施。