【优秀word硕士论文】基于多传感器融合的两相流参数测量方法

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1、基于多传感器融合的两相流参数测量方法MultisensorFusionBasedMeasurementonTwo-PhaseFlowParameters摘要两相流是自然界与工业过程中十分常见的流动形态，由于流态的复杂性，对其过程参数的准确测量一直是科学研究与工业过程应用中亟待解决的重要课题。多传感器融合技术利用不同时间与空间的多传感器数据资源，通过对各局部测量信息的综合，消除多传感器信息之间可能存在的冗余和矛盾，并加以互补，降低其不确定性，实现比单一信息源对被测过程更完全、准确、可靠的测量和描述。本论文从两相流参

2、数测量方法与流动机理出发，利用数值仿真技术，在研究V型内锥流量计与基于电学敏感原理的传感器用于两相流参数测量方法的基础上，建立各传感器两相流测量模型；结合数据级与特征级信息融合方法实现两相流流型的准确识别，以及质量流量、流速、分相含率和分相表观流速的测量。本研究主要完成的工作：1.从两相流参数测量方法与流动机理出发，开展水平管道油水与气水两相流的三维CFD（ComputationalFluidDynamics）非稳态仿真，分析两相流典型流动状态下，V型内锥流量计的测量特性，以及流动参数在预设测量截面处的变化；在此

3、基础上设计并实现了基于电学敏感原理传感器的两相流流动参数测量系统。2.在对已有两相流差压测量关系式分析的基础上，推导出油水两相流粘度对差压测量关系式的影响，提出一种考虑油水粘度影响的油水两相流质量流量关系式；实现了利用环形电导式传感器测量气水两相流的滑动比，并提出一种适用于研究工作实验范围的气水两相流质量流量测量关系式。3.结合两相流流动特性分析，提出一种能够在两相流流动特征信号中动态寻找信号段适用于互相关计算的方法，并建立了基于电学敏感原理的两相流混合流速测量以及分相含率的预测模型，实现了两相流双参数的同时测量

4、。1434.在各传感器测量模型与方法研究的基础上，实现了基于双截面电阻层析成像系统截面电极阵列间的数据级融合、特征级串行融合与并行融合；研究了基于V型内锥流量计与电阻层析成像系统测量数据特征级融合的水平管气水两相流流型识别方法；实现了基于V型内锥流量计与电学敏感原理传感器融合的两相流流速、相含率与滑动比的预测，以及两相流流量和各分相表观流速的准确测量。关键词：油水两相流；气水两相流；V型内锥流量计；过程层析成像；环形电导式传感器；传感器融合；流型识别；过程参数检测143ABSTRACTTwo-phaseflowi

5、scommonlyencounteredandofparamountsiginificanceinbothnaturalandindustrialprocesses,andyetitsrheologicalcomplexitymakestheaccuratemeasurementonitsprocessparametersdifficulttoachieveandhencepresentsanurgentissuetoscientificresearchersandindustrialengineers.Mult

6、i-sensorfusiontechniquescombinedataandrelatedinformationfrompatiallyandtemporallydistributedsensorstoachievemorecomplete,specificandreliableinferencesthancouldbeachievedbyusingasingle,independentsensor.Theintegrationorfusionofdatafromeachlocalsensoreliminates

7、possibleredundancyandcontradictionsandconsequentlyimprovesaccuracyanduncertaintyofthemeasurement.Inlightoftheparametricmeasuringtechniquesandflowmechanismoftwo-phaseflow,themeasuringmodelsofV-conemetersandelectricallysensitivesensorsareestablishedthroughnumer

8、icalsimulations;theprocessparametersoftwo-phaseflow,suchasflowregime,massflowrate,andflowvelocityaswellasthephaseconsentrationarejointlydeterminedwithdatafusionandfeaturefusionmethods.The