【摘要】：現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中如電力、建材、冶金、化工、半導(dǎo)體、醫(yī)藥和食品加工等廣泛存在著氣固兩相流參數(shù)測(cè)量,對(duì)傳輸管道中氣固兩相流關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線測(cè)量直接關(guān)系到產(chǎn)品的生產(chǎn)效率及系統(tǒng)的安全高效運(yùn)行,對(duì)節(jié)能、環(huán)保方面有著重要的意義。靜電傳感器用于氣固兩相流的測(cè)量具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、可靠性高等優(yōu)勢(shì)。通過對(duì)靜電傳感器感應(yīng)電荷機(jī)理進(jìn)行分析,研究了顆粒質(zhì)量流量、體積濃度和流速測(cè)量方法的相互關(guān)系,搭建了實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái),探索顆粒靜電信號(hào)與測(cè)量參數(shù)的內(nèi)在規(guī)律,完成了算法設(shè)計(jì)、硬件制作和測(cè)量方法的驗(yàn)證。主要研究工作包括以下幾個(gè)方面:探究了不同體積濃度下靜電信號(hào)的波形特點(diǎn),通過理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證分別研究了靜電信號(hào)的信號(hào)能量以及功率譜密度與不同體積濃度的顆粒之間存在的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):顆粒靜電信號(hào)的信號(hào)能量和顆粒的體積濃度成正相關(guān)關(guān)系;顆粒靜電信號(hào)的有用信號(hào)功率和顆粒的體積濃度成正相關(guān)關(guān)系。建立了測(cè)量固體顆粒質(zhì)量流量的數(shù)學(xué)模型,對(duì)模型分析得出,顆粒體積濃度和流速是影響顆粒質(zhì)量流量的兩個(gè)主要參數(shù)。因此測(cè)量顆粒流速和體積濃度,即可測(cè)得顆粒質(zhì)量流量。通過實(shí)驗(yàn)得出顆粒體積濃度隨靜電信號(hào)能量的變化規(guī)律,設(shè)計(jì)了基于靜電信號(hào)能量的三次樣條插值法和基于靜電信號(hào)能量的最小二乘曲線擬合法兩種體積濃度測(cè)量方法;利用基于FFT的互相關(guān)算法實(shí)現(xiàn)了對(duì)流速的測(cè)量;最后完成了顆粒質(zhì)量流量軟硬件實(shí)現(xiàn)并在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,靜電信號(hào)能量法測(cè)量質(zhì)量流量具有可行性。研究了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的氣固兩相流質(zhì)量流量測(cè)量方法。通過對(duì)固相質(zhì)量流量的特性分析,顆粒質(zhì)量流量與顆粒流經(jīng)管道時(shí)的流速、體積濃度等之間存在復(fù)雜的非線性關(guān)系,利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)良的非線性映射能力,以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為樣本對(duì)3層BP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練學(xué)習(xí),實(shí)現(xiàn)了對(duì)氣固兩相流質(zhì)量流量的在線估計(jì)。建立了基于BP網(wǎng)路的質(zhì)量流量軟測(cè)量模型,通過對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試得到質(zhì)量流量估計(jì)值,將其估計(jì)值與質(zhì)量流量實(shí)際值對(duì)比進(jìn)行結(jié)果分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法測(cè)量質(zhì)量流量具有可行性。
【圖文】：

得到電壓信號(hào)，經(jīng) AD 轉(zhuǎn)換電路及數(shù)字信號(hào)處理電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理、分析，將得到的顆粒質(zhì)量流量結(jié)果值進(jìn)行顯示。圖2-1 顆粒質(zhì)量流量測(cè)試平臺(tái)總體設(shè)計(jì)框圖Fig.2-1 Overall design block diagram of particle mass flow test system2.1 顆粒生電機(jī)理及影響因素2.1.1 顆粒生電機(jī)理靜電是一種自然物理現(xiàn)象，它是一種靜止的電荷或者說是不會(huì)流動(dòng)的電荷，宏觀上靜電是由電勢(shì)差引起的。在外力作用下，環(huán)繞于原子核四周的電子便會(huì)偏離原來軌道，此時(shí)靜電引力與斥力不平衡會(huì)使得原子失去電子帶正電，相應(yīng)的，得電子的一方便帶負(fù)電。通常，，引起物質(zhì)內(nèi)部電荷不平衡的外界因素很多，主要有熱能、位能、化學(xué)能和動(dòng)能等。因此，兩種導(dǎo)電性能不同的物體接觸分離后即可產(chǎn)生靜電，同時(shí)，靜電信號(hào)的產(chǎn)生與物質(zhì)的絕緣性有關(guān)[22]。而產(chǎn)生靜電的方法，一種起電是感應(yīng)起電，另一種普遍的方法就是摩擦生電。所謂的摩

西安理工大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文于兩種不同材料接觸分開后引起內(nèi)部電荷不平衡引起的，所以本質(zhì)上起電。因此，生活中隨處可見靜電現(xiàn)象。物質(zhì)之間彼此相互摩擦后每帶電量的大小是具有一定規(guī)律性的[23]。 為物體摩擦起電過程。“接觸-分離”是摩擦起電最根本的原理，固體近過程、接觸過程、分離過程。兩個(gè)物體彼此所帶的正負(fù)電荷是由功數(shù)不同的物體接觸時(shí)，使得功函數(shù)較小的一方接觸面附近聚集較多的接觸面便會(huì)聚集負(fù)電荷。這樣，當(dāng)兩種不同物體接觸時(shí)，在接觸面周成的偶電極；當(dāng)物體分離時(shí)，不同材料自身就會(huì)帶上不同電荷。因此間功函數(shù)差值越大，物體帶的電量就越大[24]。
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：O359;TP212

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張永田;;質(zhì)量流量的測(cè)量及流量計(jì)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)[J];燕山油化;1987年01期

2 徐延漪;韓阿娜;;智能化質(zhì)量流量積算報(bào)警儀[J];自動(dòng)化與儀表;1988年01期

3 范美華;馬力;李大衛(wèi);;微機(jī)蒸汽熱能流量計(jì)的研制與應(yīng)用[J];真空電子技術(shù);1988年05期

4 顧宗林;;采用SLPR提高過熱蒸汽質(zhì)量流量溫度和壓力補(bǔ)償精度的探討[J];工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置;1989年04期

5 封元華;;用容積式數(shù)字流量?jī)x測(cè)量流體的質(zhì)量流量[J];自動(dòng)化儀表;1989年12期

6 Terry Walsh;袁鳳;;新型熱流量計(jì)[J];國(guó)外計(jì)量;1989年06期

7 劉海;侯本杰;楊峰;;電站鍋爐減溫水質(zhì)量流量特性分析[J];華電技術(shù);2017年05期

8 邵陽(yáng),李昌禧;基于復(fù)合檢測(cè)的氣固兩相質(zhì)量流量測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J];儀器儀表用戶;2001年03期

9 李自如;;動(dòng)態(tài)質(zhì)量流量自動(dòng)檢測(cè)的新方法[J];儀器儀表與分析監(jiān)測(cè);1991年02期

10 P.Klein;漆平生;;測(cè)量氣動(dòng)輸送固體質(zhì)量流量的方法[J];國(guó)外計(jì)量;1983年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 張紅光;;液氨質(zhì)量流量在線計(jì)量的研究[A];ABB杯第三屆全國(guó)自動(dòng)化系統(tǒng)工程師論文大賽論文集[C];2008年

2 張鵬;齊守良;王如竹;;微細(xì)通道中液氮流動(dòng)沸騰的不穩(wěn)定性[A];第八屆全國(guó)低溫工程大會(huì)暨中國(guó)航天低溫專業(yè)信息網(wǎng)2007年度學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2007年

3 王秋君;張娜;;電子設(shè)備熱分析與熱設(shè)計(jì)研究[A];2006年全國(guó)電子機(jī)械和微波結(jié)構(gòu)工藝學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

4 侯曉飛;諸凱;付萌;呂靜;;超臨界二氧化碳在套管內(nèi)換熱的實(shí)驗(yàn)研究[A];2007年中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2007年

5 吳俊云;余毅;;電子膨脹閥節(jié)流特性的研究[A];2013中國(guó)制冷學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2013年

6 齊秀龍;鄭洪濤;楊仁;劉倩;潘福敏;姜雨;;協(xié)同作用反應(yīng)器流場(chǎng)模擬及優(yōu)化設(shè)計(jì)[A];高等學(xué)校工程熱物理第十九屆全國(guó)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2013年

7 肖春生;上官云信;周瑞興;郗忠祥;;一種新型進(jìn)氣道實(shí)驗(yàn)抽吸系統(tǒng)簡(jiǎn)介[A];全國(guó)低跨超聲速空氣動(dòng)力學(xué)文集第一卷（2001年）[C];2001年

8 田運(yùn)雄;;直管型質(zhì)量流量計(jì)在氧化鋁生產(chǎn)中的應(yīng)用[A];有色金屬工業(yè)科技創(chuàng)新——中國(guó)有色金屬學(xué)會(huì)第七屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2008年

9 劉濤;張洪杰;陶玉林;呂小明;朱琳;;CFD換熱特性模擬技術(shù)在大型壓縮機(jī)空冷系統(tǒng)中的應(yīng)用[A];2017年全國(guó)天然氣學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2017年

10 王傳林;鄔志敏;;基于相位理論的脈管制冷機(jī)性能研究[A];上海市制冷學(xué)會(huì)二○○一年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2001年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 丁學(xué)偉;獲創(chuàng)新基金支持項(xiàng)目通過專家驗(yàn)收[N];中國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2000年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 何冰強(qiáng);二氧化碳平行流氣體冷卻器建模與特性試驗(yàn)研究[D];華南理工大學(xué);2010年

2 韓駿;小波熵與小波網(wǎng)絡(luò)在多相流參數(shù)測(cè)量中的應(yīng)用研究[D];天津大學(xué);2010年

3 王傳鑫;離心壓縮機(jī)綜合控制方法研究[D];大連理工大學(xué);2010年

4 李健;氣固兩相流動(dòng)參數(shù)靜電與電容融合測(cè)量方法研究[D];東南大學(xué);2016年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 楊品;氣固兩相流中固體質(zhì)量流量測(cè)量方法研究[D];西安理工大學(xué);2019年

2 黃曉飛;基于雙彎管法的固相質(zhì)量流量測(cè)量方法研究[D];華北理工大學(xué);2018年

3 耿娑;鍋爐煤粉質(zhì)量流量檢測(cè)裝置研究與設(shè)計(jì)[D];石家莊鐵道大學(xué);2018年

4 那曉悝;氣力輸送粉體質(zhì)量流量在線檢測(cè)技術(shù)研究與應(yīng)用[D];東北大學(xué);2017年

5 侯宇;正十烷在加熱管道內(nèi)非穩(wěn)態(tài)流動(dòng)數(shù)值與實(shí)驗(yàn)研究[D];中國(guó)民航大學(xué);2017年

6 孫言巖;固體質(zhì)量流量測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];北方工業(yè)大學(xué);2009年

7 安光輝;基于光電檢測(cè)原理的棉花質(zhì)量流量在線測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)及研究[D];石河子大學(xué);2012年

8 程守光;雙彎管法固相質(zhì)量流量軟測(cè)量方法研究[D];華北理工大學(xué);2015年

9 蔣泰毅;氣固兩相流速度及質(zhì)量流量的靜電測(cè)量法研究[D];華中科技大學(xué);2005年

10 左家翰;火力發(fā)電廠煙氣質(zhì)量流量實(shí)時(shí)檢測(cè)方法研究[D];華北電力大學(xué);2015年

本文編號(hào)：2668340