基于空間濾波原理的氣固兩相流速度測量方法研究.pdf

1、氣固兩相流顆粒速度是反應(yīng)兩相流流動狀態(tài)的重要參數(shù)。顆粒速度的實時檢測對了解流體內(nèi)部流動狀態(tài)及生產(chǎn)過程的計量、節(jié)能和過控制均有重要意義，在冶金、電力、能源等行業(yè)的生產(chǎn)過程中廣泛應(yīng)用。
　　目前，氣固兩相流領(lǐng)域的速度檢測方法主要有互相關(guān)法、空間濾波法、微波法、示蹤法等，其中空間濾波法具有測量裝置簡單、數(shù)據(jù)處理方便等優(yōu)點得到廣泛研究。同時，由于電容傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、非接觸式、便于維護等特點，本文選用電容式傳感器實現(xiàn)空間濾波測速系統(tǒng)設(shè)計

2、。
　　本文理論分析電容式空間濾波傳感器輸出信號頻譜特性與顆粒速度之間的關(guān)系，以有限元仿真軟件為平臺，仿真研究傳感器的空間濾波特性，并對仿真結(jié)論進行實驗驗證，論文的主要研究工作如下:
　　(1)理論分析空間濾波原理，研究電容傳感器結(jié)構(gòu)尺寸、空間濾波傳感器個數(shù)等因素對傳感器空間濾波特性包括靈敏度、空間濾波靈敏度帶寬、中心頻率的影響，為空間濾波傳感器的設(shè)計提供了理論基礎(chǔ)和設(shè)計依據(jù);
　　(2)基于COMSOL有限元分析軟件

3、，通過仿真實驗的方法，以傳感器靈敏度為優(yōu)化目標，優(yōu)化設(shè)計了相對極板電容傳感器的結(jié)構(gòu)參數(shù);對于影響空間濾波特性最重要的參數(shù)（傳感器個數(shù)），也做了較為系統(tǒng)和深入的仿真研究和分析，并根據(jù)其對靈敏度函數(shù)功率譜中心頻率偏離的影響確定了傳感器個數(shù)的最佳選擇范圍;
　　(3)理論分析了傳感器輸出信號中的直流分量基頻對于信號中心頻率偏斜影響，提出了一種利用差分測量技術(shù)的解決方案以消除測量信號直流分量對于速度測量精度的影響;
　　(4)提出了