基于電容層析成像系統(tǒng)(ECT)的燃燒實驗及三維成像研究.pdf

1、本篇碩士論文是在基于電容層析成像系統(tǒng)(Electric Capacitance Tomography,ECT)的火焰檢測及三維成像實驗的基礎(chǔ)上完成。ECT是一種應(yīng)用于可視化檢測的新興成像技術(shù)。這種非侵入式測量方法可以在不破壞工質(zhì)真實流形的狀況下，對工業(yè)過程內(nèi)部行為進行實時監(jiān)測。ECT系統(tǒng)具有實時響應(yīng)速率快，操作簡單，成本較低等優(yōu)點，因而在工業(yè)領(lǐng)域，尤其是多相流檢測領(lǐng)域應(yīng)用較廣。盡管目前學(xué)術(shù)界對ECT系統(tǒng)檢測火焰的機理存在爭議，但學(xué)者們已

2、普遍認(rèn)可ECT能檢測火焰的電離現(xiàn)象，并監(jiān)測其燃燒狀況。國內(nèi)外相關(guān)實驗及研究也證實了ECT監(jiān)測火焰的可行性。本文在前人基礎(chǔ)上做了以下工作:
　　1)設(shè)計并加工了適用于火焰檢測的耐高溫電容層析成像傳感系統(tǒng)，使其能夠在燃燒的高溫下感應(yīng)火焰電離效應(yīng)強弱，進行實時成像;搭建相應(yīng)的燃燒實驗臺，進行一系列以甲烷為主要燃料的擴散火焰和預(yù)混火焰特性研究的實驗，并在得到了一系列隨燃?xì)饬髁孔兓鹧鎯?nèi)部復(fù)等效介電常數(shù)的重建圖像。
　　2)進一步探究

3、三維成像，在微型燃?xì)廨啓C燃燒室試驗臺基礎(chǔ)上，設(shè)計和制作了全開放式平面電極的三維傳感系統(tǒng)，并將其合理嵌入該燃燒系統(tǒng)中。由于該傳感器在高度軸上的不對稱性，引入高度信息后，可獲得不同高度層的三維成像效果。本文首次計算出了基于該傳感器的三維敏感場，并在該敏感場的基礎(chǔ)上通過仿真實驗，得到了傳感器內(nèi)部工質(zhì)的三維重建圖像。
　　本文的主要創(chuàng)新點是應(yīng)用電容層析成像系統(tǒng)對火焰進行三維成像。這種三維成像方法可以很好地找出火焰位置，測量火焰形狀，監(jiān)測空