基于分段激勵(lì)式電容傳感器的濃相氣固兩相流流動(dòng)參數(shù)檢測方法研究.pdf

1、濃相氣力輸送中相應(yīng)參數(shù)的實(shí)時(shí)檢測對工業(yè)應(yīng)用至關(guān)重要。濃相氣力輸送具有流型復(fù)雜、參數(shù)時(shí)空分布等特點(diǎn)，在水平管道中的濃相氣力輸送中，柱塞流型為氣力輸送粉體的典型流型。
　　本課題針對濃相氣力輸送流型特點(diǎn)，提出一種雙八段激勵(lì)單環(huán)接收的電容傳感器，在優(yōu)化設(shè)計(jì)分段激勵(lì)式電容傳感器的基礎(chǔ)上，研究流型、速度及分布、濃度以及質(zhì)量流量同時(shí)獲取的方法，設(shè)計(jì)與制作信號(hào)檢測電路，搭建基于水平管道的濃相氣固兩相流流動(dòng)參數(shù)檢測系統(tǒng)，進(jìn)行流型、速度及分布、濃度

2、以及質(zhì)量流量等流動(dòng)參數(shù)的檢測方法研究與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。本文的主要工作包括:
　　(1)研究水平管道中的濃相氣力輸送流動(dòng)特點(diǎn)及其參數(shù)檢測方法，明確系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)，并在此基礎(chǔ)上提出了一種基于分段激勵(lì)式電容傳感器的水平管道的濃相氣固兩相流流動(dòng)參數(shù)檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案;
　　(2)研究電容傳感器的輸出特性，結(jié)合設(shè)計(jì)需求，提出了雙八段激勵(lì)式的電容傳感器，并進(jìn)行優(yōu)化與制作;
　　(3)研究分段激勵(lì)式電容傳感器檢測原理，設(shè)計(jì)結(jié)合流型信息的濃

3、相氣固兩相流參數(shù)檢測硬件電路，包括C/V轉(zhuǎn)換電路、移相電路、相敏解調(diào)電路、數(shù)據(jù)選擇與模擬開關(guān)切換等硬件電路，制作電路板并進(jìn)行調(diào)試;
　　(4)研究流型識(shí)別算法，在柱塞流動(dòng)條件下，提出基于FFT的柱塞長度與柱塞起始、終止的測定方法，提出插值增采樣技術(shù)以提高采樣頻率以及研究了基于Hilbert變換結(jié)合組合插值法的互相關(guān)尋峰新方法，提出基于平均濃度的柱塞流相濃度測定方法，準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)柱塞長度、柱塞速度、相濃度等的同時(shí)測定，結(jié)合流型、速度及相

4、濃度等信息，建立基于流型信息的固相質(zhì)量流量模型;
　　(5)在LabVIEW開發(fā)環(huán)境下完成了上位機(jī)軟件平臺(tái)的開發(fā)，完成了16極板激勵(lì)切換，數(shù)據(jù)采集，數(shù)字濾波，F(xiàn)FT，Hilbert變換，插值增采樣，互相關(guān)測速，濃度檢測，質(zhì)量流量檢測等程序;
　　(6)搭建完成基于水平管道的濃相氣固兩相流流動(dòng)參數(shù)檢測系統(tǒng)，在實(shí)驗(yàn)室條件下，進(jìn)行濃相氣力輸送固相質(zhì)量流量及相應(yīng)參數(shù)檢測的實(shí)驗(yàn)研究;
　　(7)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:本系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確識(shí)別流