环状流波状液膜时平均厚度动态校准方法

为实现环状气液两相流界面波液膜厚度的准确测量,基于环状流界面波的理论分析和实验研究,将实时海浪模拟思想引入界面扰动波研究,建立了基于三级海浪函数的界面扰动波模型。设计了一种基于直接测量法的可调节插入深度的波状液膜厚度测量传感器。提出了基于占空比算法的时平均液膜厚度动态校准方法。对测量传感器进行测量不确定度来源分析及评定,提出了系统误差补偿算法。在双闭环可调压中压湿气实验装置上对上述测量传感器进行了实验验证,结果表明:以三级海浪为模型进行研究在任意统计时间与任意插入深度增量条件下,94.44%的实验点的相对测量不确定度在2%以内;基于直接测量法实现液膜厚度复现并使用系统误差补偿算法,提高了测量精度。     

基于声发射技术的垂直管气液两相流动检测方法

声发射(AE)作为一种无损检测手段,用于气液两相流的测量具有非侵入式、测量不破坏被测管道及流场分布,信号强、灵敏度高等优点。利用声发射技术在河北大学垂直管气液两相流管道上进行了大量实验,运用现代信息数据处理方法对气液两相流垂直管道流型特征参数进行了提取。分析结果表明利用声发射手段提取出的流型特征参数可以反映出典型流型下的动力学特征。垂直管道中,泡状流、弹状流、环状流以及过渡状态下的乳沫状流在时域和频域信号中有着明显区别,小波能量和小波包分解后的信息熵的值也存在较大的差异性,从另一角度验证了在不同流型下两相流体在管道内部不同的运动状态,利用模式识别的思想,对垂直管4种典型流型进行了流型识别,取得了较好的效果,研究结果表明声发射技术可以作为一种技术手段用于气液两相流流动的检测。     

基于加权K-近邻分类的非视距识别方法研究

超宽带(UWB)定位系统中,针对复杂的环境下,信号的遮挡、直达信号的错误判断严重影响定位精度问题,该文基于信道冲激响应(CIR)提出一种新型特征参量——饱和度(S),结合前人提出的特征参量利用Relief算法和互信息特征选择(MIFS)算法进行特征选择,在相关性的基础上赋予特征相应的权重,选择最优的特征子集进行加权K-近邻(WKNN)分类,提高了非视距(NLOS)识别系统准确度。并且分析了WKNN算法中的训练数据集数量与近邻数K对算法的影响,确定优选方案,减小了算法计算量,提高了NLOS识别系统实时性。在不同环境下进行实验验证,结果表明,该方法具备较高的识别准确度和环境适用性,识别精度达到95%。     

恒流源对近红外光谱传感器测量不确定度的影响

近红外光源的稳定性影响近红外技术的可靠程度.提高其电源的稳定性,可提高近红外光源的稳定性,改善实验室近红外技术在气液两相流的应用.使用高精密恒流源为近红外光源供电,进行了实验研究,结果表明:使用高精密恒流源时,近红外光源更稳定,输出电压值也更加稳定可靠,输出电压值的极差在0.12左右,标准差不超过0.008 38;而在...     

长喉颈文丘里管气液两相流弹状流机理研究

为了实现气液两相流相含率测量并得到相关模型,结合气液两相流研究现状,采用近红外光谱技术与高速摄影技术结合的手段,利用近红外系统布置于长喉颈文丘里管喉管位置的新装置,将弹状流相间流动特征与近红外测量系统接收光强信号特征相结合,提出了把弹状流分成泰勒气泡与尾部气泡两部分的简化模型,在数据处理时对近红外接收光强高频信号进行有效分组,建立了新的气液两相流弹状流相含率测量模型。从一定程度上解决了弹状流不同部位的两相交界面对近红外接收探头接收光强信号影响差异较大的问题。新型模型的测量效果较好,所得结果测量误差较小。     

基于PLC的小型高精度多相流实验装置测控系统设计

设计了1套小型高精度油气水三相流实验装置,重点讨论该装置的测控系统设计及实现。通过比较可编程控制器(programmable logic controller,PLC)以及单片机测控系统的特性,选择PLC为基础构件测控系统硬件,分析了输入输出设备的数量和性质,根据系统的I/O点数和估算的内存字数的要求,选择了西门子S7-224XP CPU,其程序存储器和数据存储器较大,内置集成了2AI/1AO,2个RS485通信端口,设计了数据采集及PID闭环流量控制等功能,可以实现油气水三相流实验室装置的自动控制,用户在由VB编写的上位机上输入理想的流量值,经过PLC程序运算经模拟量模块输出来控制电动调节阀的开度至达到理想流量。     

基于近红外技术的气液两相流检测装置

两相流的研究具有非常重要的意义,对其的研究方法和手段也非常多。基于多相流实验平台,采用波长为980 nm激光二极管和硅光电二极管,对水平流向的分层流、泡状流、环状流和垂直流向的弹状流、泡状流、环状流和乳沫状流流型分别进行了实时在线的探测,取得了显著的效果。由于近红外在气液中的吸收系数差别很大,同时受气液界面影响明显,所以能够很好地反映气液界面的波动情况,能够实时在线反应出不同的流型,为气液两相流其他的参数的检测奠定了基础。     

Plasma characteristics and quantitative analysis of Pb and Ni in soil based on LIBS technology

When measured by laser induced breakdown spectroscopy, the characteristic parameters of the plasma fluctuate significantly with the experimental parameters, which would have a greater impact on the quantitative measurement. The effects of two experimental parameters, lens to sample distance(LTSD) and delay time, on plasma temperature and electron density were analyzed. Thereafter the optimal LTSD and delay time for quantitative analysis of Pb and Ni in soil were identified. Two element calibration curves were calculated by the internal standard method under the optimal LTSD and delay time. About the two elements, correlation coefficient of the calibration curves is above 0.993. The maximum relative standard deviation(RSD) were 4.47% and 4.76%, respectively, and the maximum relative errors were 12% and 4.8%, respectively. The experimental results showed that laser induced breakdown spectroscopy method in combination with plasma characteristic parameter analysis shows the advantage on quantitative analysis of heavy metals in soil.     

垂直管气液两相环状流的界面扰动波速度

在气液两相环状流中,界面波是两相间质量、动量和能量转移的重要载体,对其特性参数（波速、波频和波幅）的研究具有重要意义。首先根据气液两相流界面波分类,对其特征进行了定性描述。针对现有的界面剪切力推导了界面扰动波速度预测模型,考虑了气核中夹带液滴引起的密度增量及气核与液膜表面相对速度的影响,得到了改进的垂直管环状流扰动波速预测模型。针对工业现场工况压力较高现状,设计了基于近红外吸收衰减技术和互相关原理的界面波波速测量传感器,在五种压力（0.2～0.9 MPa） 154个界面波波动速度条件下进行了实验。结果表明,改进后模型预测效果良好,相对误差在±10%左右,在不同系统压力条件下具有一定外推性。