基于ECT的气液两相流空隙率测量
发布时间：2021-03-20 06:58
空隙率是两相流的一个重要状态参数,表征了一个截面上各组分所占比例大小。两相流在锅炉管道、蒸馏塔、核反应碓等工业场景中广泛存在。两相流空隙率的在线测量对生产过程的安全监控和计量都有重要意义。电容层析成像（Electrical Capacitance Tomography简称ECT）技术是实现两相流或多相流可视化测量的有效方法。本文研究了基于ECT的气液两相流空隙率测量。本文构建了由ECT系统、气液两相流系统和空隙率测量算法三部分组成的两相流空隙率测量系统。其中,ECT系统由ECT传感器、数据采集系统、成像上位机组成。数据采集系统的接口限制决定了传感器测量极板的数目,同时传感器的输出范围要与数据采集系统的测量范围相匹配。针对实验室已有的数据采集系统,用COMSOL进行了传感器的有限元仿真设计,用阻抗分析仪进行了传感器输出值校准,最终设计制作出与采集系统相匹配的8极板传感器。连接ECT传感器、数据采集系统和上位机,完成了ECT系统的组装。选取油泵、气泵、以及连接管道等部件组成气液两相流系统。将气液两相流系统与ECT系统连接、进行了联合调试。本文研究了两种基于ECT的空隙率测量方法。一是基于二...
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电学层析成像系统
图 2.2 ECT 传感器结构图Fig. 2.2 ECT sensor structure的仿真和制作感器设计时，首先要考虑多少个电容测量极板可以极数量越多，可测得的极板电容数目越多，对于具有N * (N 1)/2个独立电容值作为图像的重建数据。随容值个数就越多，可用于图像重建的数据就会越多就越高。然而，极板数量的增加同时会产生下列问题板个数越多，采集系统的设计就会越复杂，成本也板个数越多，极板间的电容值会越小，在一定范围电容测量难度增大。板个数越多，传感器的边缘效应就会越大，从而使
OL 全称为 COMSOL Multiphysics，是一个多物理场的有限元仿ultiphysics 最早起源于 MATLAB 的 Toolbox。COMSOL 软件在算方面有其独特的优势。在实际生产生活中，环境中充斥着多电场、磁场、应力场等。各种物理场在空间中相互叠加，相互影响s（下文简称 COMSOL）能对这种多物理场耦合的现象进行仿真我们需要的物理场的参数。OL 有限元的分析计算过程包括：对实际问题的抽象处理、建立场的选择、几何形状的建立、材料属性的添加、最后进行网格。OMSOL 对 8 极板 ECT 传感器进行仿真，对仿真模型的测量极传感器极板电容的分布。图 2.3 是 ECT 传感器 COMSOL 仿真效几何结构的分布，右图为外加屏蔽后图像。极板材质的属性是玻璃，外屏蔽罩的选择为铁。
【参考文献】：
期刊论文
[1]油气润滑电容层析成像介电常数的计算与优化[J]. 孙启国,黄博凯,闫晓丹. 机械研究与应用. 2018(01)
[2]一种新的卷积神经网络的ECT图像重建算法[J]. 李兰英,孔银,陈德运. 哈尔滨理工大学学报. 2017(04)
[3]电学层析成像技术[J]. 王化祥. 自动化仪表. 2017(05)
[4]基于SVM和LS-SVM的住宅工程造价预测研究[J]. 秦中伏,雷小龙,翟东,金灵志. 浙江大学学报(理学版). 2016(03)
[5]一种48电极可配置电容层析成像系统模型[J]. 范优飞,胡红利,杨帆,杨星月. 西安交通大学学报. 2015(04)
[6]电容层析成像在气固流化床测量中的应用[J]. 罗琴,赵银峰,叶茂,刘中民. 化工学报. 2014(07)
[7]油/气两相流高速电容层析成像可视化系统[J]. 王化祥,唐磊,崔自强. 中国电机工程学报. 2009(05)
[8]过程层析成像技术的发展及应用[J]. 马平,周晓宁,田沛. 化工自动化及仪表. 2009(01)
[9]基于小波神经网络的电容层析成像图像重建算法[J]. 张立峰,王化祥. 中国电机工程学报. 2008(35)
[10]电容层析成像技术的近期研究进展[J]. 彭珍瑞,祁文哲,吴刊选,孟建军. 自动化仪表. 2008(09)
博士论文
[1]集成回归问题若干关键技术研究[D]. 王永明.华东师范大学 2015
[2]电容层析成像技术在冻土物质分布及其动态变化测试中的应用研究[D]. 刘靖.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2007
硕士论文
[1]基于电容层析成像技术的气液两相流参数检测[D]. 崔海利.浙江大学 2006
[2]电容层析成像技术在气液两相流检测中的应用研究[D]. 邵晓寅.浙江大学 2003
本文编号：3090574
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电学层析成像系统
图 2.2 ECT 传感器结构图Fig. 2.2 ECT sensor structure的仿真和制作感器设计时，首先要考虑多少个电容测量极板可以极数量越多，可测得的极板电容数目越多，对于具有N * (N 1)/2个独立电容值作为图像的重建数据。随容值个数就越多，可用于图像重建的数据就会越多就越高。然而，极板数量的增加同时会产生下列问题板个数越多，采集系统的设计就会越复杂，成本也板个数越多，极板间的电容值会越小，在一定范围电容测量难度增大。板个数越多，传感器的边缘效应就会越大，从而使
OL 全称为 COMSOL Multiphysics，是一个多物理场的有限元仿ultiphysics 最早起源于 MATLAB 的 Toolbox。COMSOL 软件在算方面有其独特的优势。在实际生产生活中，环境中充斥着多电场、磁场、应力场等。各种物理场在空间中相互叠加，相互影响s（下文简称 COMSOL）能对这种多物理场耦合的现象进行仿真我们需要的物理场的参数。OL 有限元的分析计算过程包括：对实际问题的抽象处理、建立场的选择、几何形状的建立、材料属性的添加、最后进行网格。OMSOL 对 8 极板 ECT 传感器进行仿真，对仿真模型的测量极传感器极板电容的分布。图 2.3 是 ECT 传感器 COMSOL 仿真效几何结构的分布，右图为外加屏蔽后图像。极板材质的属性是玻璃，外屏蔽罩的选择为铁。
【参考文献】：
期刊论文
[1]油气润滑电容层析成像介电常数的计算与优化[J]. 孙启国,黄博凯,闫晓丹. 机械研究与应用. 2018(01)
[2]一种新的卷积神经网络的ECT图像重建算法[J]. 李兰英,孔银,陈德运. 哈尔滨理工大学学报. 2017(04)
[3]电学层析成像技术[J]. 王化祥. 自动化仪表. 2017(05)
[4]基于SVM和LS-SVM的住宅工程造价预测研究[J]. 秦中伏,雷小龙,翟东,金灵志. 浙江大学学报(理学版). 2016(03)
[5]一种48电极可配置电容层析成像系统模型[J]. 范优飞,胡红利,杨帆,杨星月. 西安交通大学学报. 2015(04)
[6]电容层析成像在气固流化床测量中的应用[J]. 罗琴,赵银峰,叶茂,刘中民. 化工学报. 2014(07)
[7]油/气两相流高速电容层析成像可视化系统[J]. 王化祥,唐磊,崔自强. 中国电机工程学报. 2009(05)
[8]过程层析成像技术的发展及应用[J]. 马平,周晓宁,田沛. 化工自动化及仪表. 2009(01)
[9]基于小波神经网络的电容层析成像图像重建算法[J]. 张立峰,王化祥. 中国电机工程学报. 2008(35)
[10]电容层析成像技术的近期研究进展[J]. 彭珍瑞,祁文哲,吴刊选,孟建军. 自动化仪表. 2008(09)
博士论文
[1]集成回归问题若干关键技术研究[D]. 王永明.华东师范大学 2015
[2]电容层析成像技术在冻土物质分布及其动态变化测试中的应用研究[D]. 刘靖.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2007
硕士论文
[1]基于电容层析成像技术的气液两相流参数检测[D]. 崔海利.浙江大学 2006
[2]电容层析成像技术在气液两相流检测中的应用研究[D]. 邵晓寅.浙江大学 2003
本文编号：3090574
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