基于雙層陣列式傳感器的氣固兩相流速度場重建.pdf

1、氣固兩相流在多相流體系中普遍存在，例如，自然界的大漠揚(yáng)沙，化工、冶金、能源和糧食等領(lǐng)域的燃料配送，散裝物料的氣力輸送和粉塵處理等。由于氣固兩相流動規(guī)律比單相流動的流動特性更復(fù)雜，且各相間的界面效應(yīng)等原因，致使對兩相流動過程參數(shù)的檢測難度很大。本文利用激光PT技術(shù)進(jìn)行二相流參數(shù)檢測。采用基于透射模式的激光PT技術(shù)是一種新型工業(yè)過程層析成像技術(shù)，將光的吸收和散射原理與由投影重建圖像的理論相結(jié)合，通過檢測被測物質(zhì)對光調(diào)制作用來重建被測物質(zhì)的空

2、間分布信息。激光PT具有非侵入性、非接觸性、無污染性等優(yōu)點(diǎn)，具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。目前，這項(xiàng)技術(shù)是國內(nèi)外熱點(diǎn)研究課題之一，其發(fā)展水平還未很好滿足工業(yè)應(yīng)用的要求，尚屬一個急待發(fā)展的研究領(lǐng)域。本文在課題研究小組近年來取得的研究成果基礎(chǔ)上，利用自制全方位雙層扇束光學(xué)傳感器進(jìn)行固體顆粒速度測量。通過陣列式光源激勵和空間多角度光信息探測獲取被測物場兩個斷層的光學(xué)投影數(shù)據(jù)，再運(yùn)用互相關(guān)測速原理和反投影法來重建管截面的縱向速度場分布。主要工作內(nèi)容包

3、括： 1.提出了雙層環(huán)形扇束傳感器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想，并研制了5×5扇束結(jié)構(gòu)的雙層陣列式激光傳感器； 2.應(yīng)用數(shù)字濾波對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行降噪預(yù)處理； 3.應(yīng)用互相關(guān)測速技術(shù)進(jìn)行固相顆粒弦平均速度的檢測，利用線性反投影算法和濾波反投影算法進(jìn)行MATLAB仿真研究，重建縱向速度場分布； 4.在VisualC++6.0環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了軟件控制激光器的串行激勵方式和多路A/D轉(zhuǎn)換、建立了氣體-顆粒流垂直管段模擬實(shí)驗(yàn)裝置，并對