基于電容層析成像系統(tǒng)(ECT)的燃燒實(shí)驗(yàn)及三維成像研究.pdf

1、本篇碩士論文是在基于電容層析成像系統(tǒng)(Electric Capacitance Tomography,ECT)的火焰檢測(cè)及三維成像實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上完成。ECT是一種應(yīng)用于可視化檢測(cè)的新興成像技術(shù)。這種非侵入式測(cè)量方法可以在不破壞工質(zhì)真實(shí)流形的狀況下，對(duì)工業(yè)過(guò)程內(nèi)部行為進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。ECT系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)響應(yīng)速率快，操作簡(jiǎn)單，成本較低等優(yōu)點(diǎn)，因而在工業(yè)領(lǐng)域，尤其是多相流檢測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用較廣。盡管目前學(xué)術(shù)界對(duì)ECT系統(tǒng)檢測(cè)火焰的機(jī)理存在爭(zhēng)議，但學(xué)者們已

2、普遍認(rèn)可ECT能檢測(cè)火焰的電離現(xiàn)象，并監(jiān)測(cè)其燃燒狀況。國(guó)內(nèi)外相關(guān)實(shí)驗(yàn)及研究也證實(shí)了ECT監(jiān)測(cè)火焰的可行性。本文在前人基礎(chǔ)上做了以下工作:
　　1)設(shè)計(jì)并加工了適用于火焰檢測(cè)的耐高溫電容層析成像傳感系統(tǒng)，使其能夠在燃燒的高溫下感應(yīng)火焰電離效應(yīng)強(qiáng)弱，進(jìn)行實(shí)時(shí)成像;搭建相應(yīng)的燃燒實(shí)驗(yàn)臺(tái)，進(jìn)行一系列以甲烷為主要燃料的擴(kuò)散火焰和預(yù)混火焰特性研究的實(shí)驗(yàn)，并在得到了一系列隨燃?xì)饬髁孔兓鹧鎯?nèi)部復(fù)等效介電常數(shù)的重建圖像。
　　2)進(jìn)一步探究

3、三維成像，在微型燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室試驗(yàn)臺(tái)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)和制作了全開(kāi)放式平面電極的三維傳感系統(tǒng)，并將其合理嵌入該燃燒系統(tǒng)中。由于該傳感器在高度軸上的不對(duì)稱性，引入高度信息后，可獲得不同高度層的三維成像效果。本文首次計(jì)算出了基于該傳感器的三維敏感場(chǎng)，并在該敏感場(chǎng)的基礎(chǔ)上通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)，得到了傳感器內(nèi)部工質(zhì)的三維重建圖像。
　　本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)是應(yīng)用電容層析成像系統(tǒng)對(duì)火焰進(jìn)行三維成像。這種三維成像方法可以很好地找出火焰位置，測(cè)量火焰形狀，監(jiān)測(cè)空