气固两相流检测用16电极静电成像系统研究
发布时间：2021-12-17 13:38
静电层析成像（Electrostatic Tomography,简称EST）技术具有结构简单,实时快速成像,无激励、非侵入式测量等优点,是一种新型的信息检测技术。目前静电层析成像技术可应用于气固两相流流动参数检测,如流速、浓度、质量、流型等相关参数检测,本论文的研究重点是静电层析成像技术应用于气固两相流流型监测,它在电力化工等工业领域具有广泛的应用前景。基于对静电层析成像技术原理的阐述分析,以及对阵列式静电传感器的仿真研究,在本文中设计制作了一种新型的静电成像系统。该系统包括16电极阵列式静电传感器,数据获取硬件电路装置,以及图像重建算法的上位机平台软件。同时论文还在模拟的颗粒流装置上对所设计系统的所有功能进行了测试实验与验证研究,得到了许多有益的实验结论和结果,具体描述如下。基于静电传感器空间灵敏度的三维仿真研究结果,对16电极阵列式静电传感器的主体结构尺寸以及电极形状尺寸进行了优化和设计,并对传感器进行了加工制作。根据所制作传感器实际特性的分析,设计了传感器的信号获取电路,主要由电荷放大、程控放大以及整流滤波三部分电路所组成,能够实现静电传感器极板感应电荷信号的有效测量和获取。通过...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：118 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１静电成像系统的构成??Ｆｉｇ．?２－１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＥＳＴ?ｓｙｓｔｅｍ??
?（２－５）??其中，导体感应得到的电荷量么与带电颗粒所携带的电荷仏完全相等。但??是在静电传感器中，测量极板采用了是开放式的结构，如图２＿２所示，该种极板结??构使得其无法将带电颗粒所发射的电力线全部捕获。??测量极板??＼??＾?＾带电??颗粒??图２－２传感器极板静电感应现象??Ｆｉｇ．?２－２?Ｔｈｅ?ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ?ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ?ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ?ｏｆ?ｐｏｌａｒ?ｐｌａｔｅｓ?ｉｎ?ｓｅｎｓｏｒ??在该种传感器极板结构下，极板的感应电荷量还与极板的面积大小相关，其??计算公式为：??Ｑｐ，ａ，ｅ＝￡＼ｓＥｄｓ＾Ｑｐ?（２－６）??将静电传感器的测量极板模型置于传感器敏感场域中进行分析，结合式（２－４）??用于描述敏感场的Ｐｏｉｓｓｏｎ方程和边界条件，可得到场域内静电传感器的测量极板??上感应电荷量为：??１２??
在早期的研宄中，结合传感器的静电感应测量原理，波兰科学家ＪＢＧａｊｅｗｓｋｉ??通过对静电传感器中带电粒子与测量极板之间电路模型进行分析［３３，３４］，设计提出??传感器敏感场域中的带电电荷与测量电极感应电荷的等效电路图，如图２－３所示。??？（Ｖｉ）?Ｃｎ?Ｑ（Ｖ２）??？?????？??Ｒｉｏ?＾?Ｒｉ２?＼ｒ．２〇??Ｃｉｏ?＼Ｃ２０??丫??ＧＮＰ??Ｉ??７７７７７７７７??图２－３敏感场中电荷感应系统的等效电路图??Ｆｉｇ．?２－３?Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ?ｃｉｒｃｕｉｔ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｔｗｏ－ｃｈａｒｇｅｄ?ｂｏｄｉｅｓ?ｓｙｓｔｅｍ?ｉｎ?Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ?ｆｉｅｌｄ??１３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]数据采集系统中常见的干扰源和数字滤波方法的概述[J]. 王韬,涂标. 通信电源技术. 2017(03)
[2]电学层析成像技术[J]. 王化祥. 自动化仪表. 2017(05)
[3]基于图像分块的局部阈值二值化方法[J]. 张洁玉. 计算机应用. 2017(03)
[4]气固两相流流动参数的检测技术[J]. 付飞飞. 济南大学学报(自然科学版). 2017(01)
[5]基于AD603宽带放大器的设计与实现[J]. 刘颖,李敏. 电子设计工程. 2016(17)
[6]气路静电传感器信号处理电路设计及仿真分析[J]. 周曼曼,左洪福,殷逸冰,冒慧杰,凌益琴. 仪表技术与传感器. 2016(08)
[7]一种低噪声电荷灵敏前置放大器的研制[J]. 苏杭,封常青,郑其斌,朱丹阳,金西,刘树彬,安琪. 核电子学与探测技术. 2015(09)
[8]基于ARM嵌入式Linux的数据采集系统设计[J]. 闫广续,袁纵横,周小林,王晓辉. 计算机测量与控制. 2015(05)
[9]基于灵敏度分析的静电传感器优化设计[J]. 徐一鸣,左洪福,詹志娟,徐君军. 仪器仪表学报. 2012(05)
[10]基于静电传感的气固两相流测量及研究装置[J]. 王超,王玉琳,张文彪. 电子测量与仪器学报. 2011(01)
博士论文
[1]三类不适定问题的正则化方法研究[D]. 杨帆.兰州大学 2014
[2]静电法稀相气固两相流测量机理研究[D]. 张文彪.天津大学 2014
硕士论文
[1]阵列式静电传感器成像系统研究[D]. 穆星达.北京交通大学 2016
[2]气/固两相流流速测量的静电法研究[D]. 高倩.北京交通大学 2011
[3]电学层析成像图像重建算法研究及软件系统设计[D]. 何泳成.天津大学 2010
[4]电磁场有限元分析技术的研究和实现[D]. 曲利岩.浙江大学 2002
本文编号：3540234
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：118 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１静电成像系统的构成??Ｆｉｇ．?２－１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＥＳＴ?ｓｙｓｔｅｍ??
?（２－５）??其中，导体感应得到的电荷量么与带电颗粒所携带的电荷仏完全相等。但??是在静电传感器中，测量极板采用了是开放式的结构，如图２＿２所示，该种极板结??构使得其无法将带电颗粒所发射的电力线全部捕获。??测量极板??＼??＾?＾带电??颗粒??图２－２传感器极板静电感应现象??Ｆｉｇ．?２－２?Ｔｈｅ?ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ?ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ?ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ?ｏｆ?ｐｏｌａｒ?ｐｌａｔｅｓ?ｉｎ?ｓｅｎｓｏｒ??在该种传感器极板结构下，极板的感应电荷量还与极板的面积大小相关，其??计算公式为：??Ｑｐ，ａ，ｅ＝￡＼ｓＥｄｓ＾Ｑｐ?（２－６）??将静电传感器的测量极板模型置于传感器敏感场域中进行分析，结合式（２－４）??用于描述敏感场的Ｐｏｉｓｓｏｎ方程和边界条件，可得到场域内静电传感器的测量极板??上感应电荷量为：??１２??
在早期的研宄中，结合传感器的静电感应测量原理，波兰科学家ＪＢＧａｊｅｗｓｋｉ??通过对静电传感器中带电粒子与测量极板之间电路模型进行分析［３３，３４］，设计提出??传感器敏感场域中的带电电荷与测量电极感应电荷的等效电路图，如图２－３所示。??？（Ｖｉ）?Ｃｎ?Ｑ（Ｖ２）??？?????？??Ｒｉｏ?＾?Ｒｉ２?＼ｒ．２〇??Ｃｉｏ?＼Ｃ２０??丫??ＧＮＰ??Ｉ??７７７７７７７７??图２－３敏感场中电荷感应系统的等效电路图??Ｆｉｇ．?２－３?Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ?ｃｉｒｃｕｉｔ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｔｗｏ－ｃｈａｒｇｅｄ?ｂｏｄｉｅｓ?ｓｙｓｔｅｍ?ｉｎ?Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ?ｆｉｅｌｄ??１３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]数据采集系统中常见的干扰源和数字滤波方法的概述[J]. 王韬,涂标. 通信电源技术. 2017(03)
[2]电学层析成像技术[J]. 王化祥. 自动化仪表. 2017(05)
[3]基于图像分块的局部阈值二值化方法[J]. 张洁玉. 计算机应用. 2017(03)
[4]气固两相流流动参数的检测技术[J]. 付飞飞. 济南大学学报(自然科学版). 2017(01)
[5]基于AD603宽带放大器的设计与实现[J]. 刘颖,李敏. 电子设计工程. 2016(17)
[6]气路静电传感器信号处理电路设计及仿真分析[J]. 周曼曼,左洪福,殷逸冰,冒慧杰,凌益琴. 仪表技术与传感器. 2016(08)
[7]一种低噪声电荷灵敏前置放大器的研制[J]. 苏杭,封常青,郑其斌,朱丹阳,金西,刘树彬,安琪. 核电子学与探测技术. 2015(09)
[8]基于ARM嵌入式Linux的数据采集系统设计[J]. 闫广续,袁纵横,周小林,王晓辉. 计算机测量与控制. 2015(05)
[9]基于灵敏度分析的静电传感器优化设计[J]. 徐一鸣,左洪福,詹志娟,徐君军. 仪器仪表学报. 2012(05)
[10]基于静电传感的气固两相流测量及研究装置[J]. 王超,王玉琳,张文彪. 电子测量与仪器学报. 2011(01)
博士论文
[1]三类不适定问题的正则化方法研究[D]. 杨帆.兰州大学 2014
[2]静电法稀相气固两相流测量机理研究[D]. 张文彪.天津大学 2014
硕士论文
[1]阵列式静电传感器成像系统研究[D]. 穆星达.北京交通大学 2016
[2]气/固两相流流速测量的静电法研究[D]. 高倩.北京交通大学 2011
[3]电学层析成像图像重建算法研究及软件系统设计[D]. 何泳成.天津大学 2010
[4]电磁场有限元分析技术的研究和实现[D]. 曲利岩.浙江大学 2002
本文编号：3540234
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