空隙率是兩相流的一個重要狀態(tài)參數(shù),表征了一個截面上各組分所占比例大小。兩相流在鍋爐管道、蒸餾塔、核反應碓等工業(yè)場景中廣泛存在。兩相流空隙率的在線測量對生產(chǎn)過程的安全監(jiān)控和計量都有重要意義。電容層析成像（Electrical Capacitance Tomography簡稱ECT）技術是實現(xiàn)兩相流或多相流可視化測量的有效方法。本文研究了基于ECT的氣液兩相流空隙率測量。本文構(gòu)建了由ECT系統(tǒng)、氣液兩相流系統(tǒng)和空隙率測量算法三部分組成的兩相流空隙率測量系統(tǒng)。其中,ECT系統(tǒng)由ECT傳感器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、成像上位機組成。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的接口限制決定了傳感器測量極板的數(shù)目,同時傳感器的輸出范圍要與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的測量范圍相匹配。針對實驗室已有的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),用COMSOL進行了傳感器的有限元仿真設計,用阻抗分析儀進行了傳感器輸出值校準,最終設計制作出與采集系統(tǒng)相匹配的8極板傳感器。連接ECT傳感器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和上位機,完成了ECT系統(tǒng)的組裝。選取油泵、氣泵、以及連接管道等部件組成氣液兩相流系統(tǒng)。將氣液兩相流系統(tǒng)與ECT系統(tǒng)連接、進行了聯(lián)合調(diào)試。本文研究了兩種基于ECT的空隙率測量方法。一是基于二... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

電學層析成像系統(tǒng)

圖 2.2 ECT 傳感器結(jié)構(gòu)圖Fig. 2.2 ECT sensor structure的仿真和制作感器設計時，首先要考慮多少個電容測量極板可以極數(shù)量越多，可測得的極板電容數(shù)目越多，對于具有N * (N 1)/2個獨立電容值作為圖像的重建數(shù)據(jù)。隨容值個數(shù)就越多，可用于圖像重建的數(shù)據(jù)就會越多就越高。然而，極板數(shù)量的增加同時會產(chǎn)生下列問題板個數(shù)越多，采集系統(tǒng)的設計就會越復雜，成本也板個數(shù)越多，極板間的電容值會越小，在一定范圍電容測量難度增大。板個數(shù)越多，傳感器的邊緣效應就會越大，從而使

OL 全稱為 COMSOL Multiphysics，是一個多物理場的有限元仿ultiphysics 最早起源于 MATLAB 的 Toolbox。COMSOL 軟件在算方面有其獨特的優(yōu)勢。在實際生產(chǎn)生活中，環(huán)境中充斥著多電場、磁場、應力場等。各種物理場在空間中相互疊加，相互影響s（下文簡稱 COMSOL）能對這種多物理場耦合的現(xiàn)象進行仿真我們需要的物理場的參數(shù)。OL 有限元的分析計算過程包括：對實際問題的抽象處理、建立場的選擇、幾何形狀的建立、材料屬性的添加、最后進行網(wǎng)格。OMSOL 對 8 極板 ECT 傳感器進行仿真，對仿真模型的測量極傳感器極板電容的分布。圖 2.3 是 ECT 傳感器 COMSOL 仿真效幾何結(jié)構(gòu)的分布，右圖為外加屏蔽后圖像。極板材質(zhì)的屬性是玻璃，外屏蔽罩的選擇為鐵。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]油氣潤滑電容層析成像介電常數(shù)的計算與優(yōu)化[J]. 孫啟國,黃博凱,閆曉丹.  機械研究與應用. 2018(01)
[2]一種新的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡的ECT圖像重建算法[J]. 李蘭英,孔銀,陳德運.  哈爾濱理工大學學報. 2017(04)
[3]電學層析成像技術[J]. 王化祥.  自動化儀表. 2017(05)
[4]基于SVM和LS-SVM的住宅工程造價預測研究[J]. 秦中伏,雷小龍,翟東,金靈志.  浙江大學學報(理學版). 2016(03)
[5]一種48電極可配置電容層析成像系統(tǒng)模型[J]. 范優(yōu)飛,胡紅利,楊帆,楊星月.  西安交通大學學報. 2015(04)
[6]電容層析成像在氣固流化床測量中的應用[J]. 羅琴,趙銀峰,葉茂,劉中民.  化工學報. 2014(07)
[7]油/氣兩相流高速電容層析成像可視化系統(tǒng)[J]. 王化祥,唐磊,崔自強.  中國電機工程學報. 2009(05)
[8]過程層析成像技術的發(fā)展及應用[J]. 馬平,周曉寧,田沛.  化工自動化及儀表. 2009(01)
[9]基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡的電容層析成像圖像重建算法[J]. 張立峰,王化祥.  中國電機工程學報. 2008(35)
[10]電容層析成像技術的近期研究進展[J]. 彭珍瑞,祁文哲,吳刊選,孟建軍.  自動化儀表. 2008(09)

博士論文
[1]集成回歸問題若干關鍵技術研究[D]. 王永明.華東師范大學 2015
[2]電容層析成像技術在凍土物質(zhì)分布及其動態(tài)變化測試中的應用研究[D]. 劉靖.中國科學院研究生院（工程熱物理研究所） 2007

碩士論文
[1]基于電容層析成像技術的氣液兩相流參數(shù)檢測[D]. 崔海利.浙江大學 2006
[2]電容層析成像技術在氣液兩相流檢測中的應用研究[D]. 邵曉寅.浙江大學 2003



本文編號：3090574