基于雙層陣列式傳感器的氣固兩相流速度場(chǎng)重建.pdf

1、氣固兩相流在多相流體系中普遍存在，例如，自然界的大漠揚(yáng)沙，化工、冶金、能源和糧食等領(lǐng)域的燃料配送，散裝物料的氣力輸送和粉塵處理等。由于氣固兩相流動(dòng)規(guī)律比單相流動(dòng)的流動(dòng)特性更復(fù)雜，且各相間的界面效應(yīng)等原因，致使對(duì)兩相流動(dòng)過程參數(shù)的檢測(cè)難度很大。本文利用激光PT技術(shù)進(jìn)行二相流參數(shù)檢測(cè)。采用基于透射模式的激光PT技術(shù)是一種新型工業(yè)過程層析成像技術(shù)，將光的吸收和散射原理與由投影重建圖像的理論相結(jié)合，通過檢測(cè)被測(cè)物質(zhì)對(duì)光調(diào)制作用來重建被測(cè)物質(zhì)的空

2、間分布信息。激光PT具有非侵入性、非接觸性、無污染性等優(yōu)點(diǎn)，具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。目前，這項(xiàng)技術(shù)是國內(nèi)外熱點(diǎn)研究課題之一，其發(fā)展水平還未很好滿足工業(yè)應(yīng)用的要求，尚屬一個(gè)急待發(fā)展的研究領(lǐng)域。本文在課題研究小組近年來取得的研究成果基礎(chǔ)上，利用自制全方位雙層扇束光學(xué)傳感器進(jìn)行固體顆粒速度測(cè)量。通過陣列式光源激勵(lì)和空間多角度光信息探測(cè)獲取被測(cè)物場(chǎng)兩個(gè)斷層的光學(xué)投影數(shù)據(jù)，再運(yùn)用互相關(guān)測(cè)速原理和反投影法來重建管截面的縱向速度場(chǎng)分布。主要工作內(nèi)容包

3、括： 1.提出了雙層環(huán)形扇束傳感器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想，并研制了5×5扇束結(jié)構(gòu)的雙層陣列式激光傳感器； 2.應(yīng)用數(shù)字濾波對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行降噪預(yù)處理； 3.應(yīng)用互相關(guān)測(cè)速技術(shù)進(jìn)行固相顆粒弦平均速度的檢測(cè)，利用線性反投影算法和濾波反投影算法進(jìn)行MATLAB仿真研究，重建縱向速度場(chǎng)分布； 4.在VisualC++6.0環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了軟件控制激光器的串行激勵(lì)方式和多路A/D轉(zhuǎn)換、建立了氣體-顆粒流垂直管段模擬實(shí)驗(yàn)裝置，并對(duì)