氣固兩相流動廣泛存在于電力、化工、制藥、冶金等工業(yè)生產(chǎn)中,實現(xiàn)其流動參數(shù)(固相速度和濃度)的在線準確測量,對工業(yè)生產(chǎn)過程的安全、經(jīng)濟、高效運行具有重要意義�，F(xiàn)有的顆粒流動參數(shù)測量系統(tǒng),往往難以滿足惡劣環(huán)境下的在線測量要求。本文基于激光后向散射法基本原理,結(jié)合激光光纖探頭,開發(fā)了一套顆粒流動參數(shù)在線測量系統(tǒng),并進行了系統(tǒng)標(biāo)定及湍動流化床實驗研究。主要工作內(nèi)容如下:首先介紹了光散射理論,并在此基礎(chǔ)上闡述了Mie散射理論、瑞利散射理論。根據(jù)Mie散射理論,推導(dǎo)出了顆粒散射光強的空間分布,進一步解釋了顆粒后向散射的特征和適用條件。結(jié)合濃度測量和數(shù)據(jù)采樣原理,推導(dǎo)出了離散化的后向散射法顆粒濃度和流動速度計算公式。其次,根據(jù)后向散射法顆粒濃度和速度測量基本原理,開發(fā)了一套基于激光與光纖耦合的顆粒流動參數(shù)在線測量系統(tǒng)。系統(tǒng)主要由供電系統(tǒng)、光路系統(tǒng)、光電轉(zhuǎn)換與信號調(diào)制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與處理軟件系統(tǒng)組成。光路系統(tǒng)由激光器、光纖接口、光纖傳光束和光電耦合元件組成,實現(xiàn)了激光的光路耦合、傳輸及散射光的采集。光電轉(zhuǎn)換和信號調(diào)制系統(tǒng)利用光電二極管和PCB電路板,將散射光信號轉(zhuǎn)換為電壓信號并調(diào)理放大。數(shù)據(jù)采集與處理...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題的背景及意義
    1.2 顆粒流動參數(shù)測量方法
        1.2.1 顆粒濃度測量方法
        1.2.2 速度測量方法
    1.3 顆粒流動參數(shù)測量系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
    1.4 課題研究內(nèi)容
第二章 激光后向散射法顆粒濃度和速度測量原理
    2.1 光散射概述
        2.1.1 光的散射理論
        2.1.2 不相關(guān)散射與相關(guān)散射
        2.1.3 單散射與散射
    2.2 Mie散射理論
        2.2.1 Mie散射基本理論
        2.2.2 瑞利散射
        2.2.3 Mie散射的光強分布
        2.2.4 后向散射法特點和適用范圍
    2.3 激光后向散射法顆粒濃度和速度測量原理
        2.3.1 濃度測量原理
        2.3.2 速度測量原理
    2.4 本章小結(jié)
第三章 激光后向散射法顆粒流動參數(shù)測量系統(tǒng)開發(fā)
    3.1 系統(tǒng)的整體設(shè)計方案
    3.2 光路系統(tǒng)設(shè)計
        3.2.1 光源選擇
        3.2.2 光纖連接器及標(biāo)準接口選擇
        3.2.3 光纖傳光束設(shè)計
    3.3 光電轉(zhuǎn)換和信號調(diào)制系統(tǒng)
        3.3.1 光電耦合元件設(shè)計
        3.3.2 光電二極管選型
        3.3.3 電路原理圖
        3.3.4 硬件電路板設(shè)計
    3.4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
        3.4.1 數(shù)據(jù)采集卡
        3.4.2 數(shù)據(jù)采集卡的主要參數(shù)
        3.4.3 數(shù)據(jù)采集卡的選擇
    3.5 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)
        3.5.1 LabVIEW程序開發(fā)環(huán)境
        3.5.2 LabVIEW程序設(shè)計
        3.5.3 程序的界面設(shè)計
    3.6 本章小結(jié)
第四章 顆粒流動參數(shù)測量系統(tǒng)標(biāo)定及湍動流化床實驗研究
    4.1 顆粒濃度及流動速度標(biāo)定
        4.1.1 標(biāo)定實驗裝置
        4.1.2 測量系統(tǒng)裝置
        4.1.3 標(biāo)定結(jié)果及分析
    4.2 湍動流化床測量實驗
        4.2.1 湍動流化床實驗裝置
        4.2.2 湍動流化床實驗結(jié)果及分析
    4.3 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
作者簡介
致謝



本文編號：3826271