基于電學(xué)CT機(jī)理的熱工參數(shù)三維動(dòng)態(tài)成像.pdf

1、通過(guò)有效的檢測(cè)技術(shù)監(jiān)控煤炭、石油等化石能源開(kāi)采過(guò)程有利于提高能源利用率及轉(zhuǎn)換效率，減緩能源危機(jī)。一些學(xué)者對(duì)圓形或方形空間熱工過(guò)程的檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行研究，但環(huán)形空間同樣應(yīng)用廣泛，如石油水平鉆井、循環(huán)流化床環(huán)形爐膛等。因其流場(chǎng)、溫度場(chǎng)、濃度場(chǎng)等分布復(fù)雜，影響因素繁多，傳感器難于布置安裝，檢測(cè)信號(hào)微弱，相關(guān)研究較少。
　　本文針對(duì)環(huán)形空間應(yīng)用場(chǎng)合，基于直接三維電容層析成像(ECT)技術(shù)，對(duì)熱工參數(shù)動(dòng)態(tài)成像檢測(cè)。二維ECT技術(shù)已比較成熟，但不

2、能滿足信息需求。間接和直接三維ECT技術(shù)逐步發(fā)展起來(lái)，間接技術(shù)通過(guò)插值方法獲得層與層之間的信息，已取得一定進(jìn)展。直接三維技術(shù)可以呈現(xiàn)三維空間中任意位置的真實(shí)介電常數(shù)分布信息，仍有較多需要解決的難題。
　　首先，基于傳統(tǒng)ECT技術(shù)建立了泥石流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，提出了場(chǎng)測(cè)量方式的新型泥石流傳感網(wǎng)絡(luò)。對(duì)不同成像算法進(jìn)行仿真對(duì)比，并實(shí)驗(yàn)?zāi)M了不同條件對(duì)泥石流發(fā)生過(guò)程的影響，得出降雨是導(dǎo)致泥石流發(fā)生的直接因素，坡度越大，越易發(fā)生沙石滑落，沙石比例為

3、6∶4左右時(shí)最易發(fā)生泥石流。
　　在此基礎(chǔ)上，采用直接三維ECT技術(shù)，設(shè)計(jì)了被測(cè)空間為環(huán)形的雙螺旋結(jié)構(gòu)傳感器，并對(duì)其仿真建模，計(jì)算三維敏感場(chǎng)矩陣。選取不同位置極板間三維敏感場(chǎng)分布，得出相鄰電極間呈單峰，內(nèi)外管道相似位置相對(duì)極板間呈雙峰，遠(yuǎn)距離相隔相對(duì)電極間呈四峰的結(jié)論。并對(duì)不同形狀工質(zhì)進(jìn)行了仿真成像。
　　搭建了直接三維ECT技術(shù)檢測(cè)多相流實(shí)驗(yàn)臺(tái)，并設(shè)計(jì)了硬件電路以改進(jìn)該系統(tǒng)信噪比較低的缺陷。實(shí)驗(yàn)對(duì)介質(zhì)三維成像，得到了精度較