基于空间滤波原理的气固两相流速度测量方法研究

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文基于空间滤波原理的气固两相流速度测量方法研究作者姓名：指导教师：申请学位级别：学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：郭婷婷杨钢副教授硕士学科类别：工学检测技术与自动化装置2014年6月论文答辩日期：2014年6月2014年7月答懒厶摘：王玉涛教授王玉涛教授纪振平教授东北大学2014年6月万方数据AThesisinMeasurementTechnologyandAutomaticInstrumentationResearchonthevelocitymeasuremen

2、tofGas-SolidTwo--phaseFlowBasedonSpatialFilteringEffectByGuoTingtingSupervisor：AssociateProfessorYangGangNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中

3、作了明确的说明并表示诚挚的谢意。学位论文作者签名：椭签字日期：刀l蛑6『习∥国学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。(如作者和导师同意网上交流，请在下方签名：否则视为不同意)半年口一年口一年半口两年√学位论文作者签名：签字日期万方数据东北大学硕士学位论文摘要基于空间滤波原理的气固两相流速度测量方法研究摘

4、要气固两相流颗粒速度是反应两相流流动状态的重要参数。颗粒速度的实时检测对了解流体内部流动状态及生产过程的计量、节能和过控制均有重要意义，在冶金、电力、能源等行业的生产过程中广泛应用。目前，气固两相流领域的速度检测方法主要有互相关法、空问滤波法、微波法、示踪法等，其中空问滤波法具有测量装置简单、数据处理方便等优点得到广泛研究。同时，由于电容传感器具有结构简单、非接触式、便于维护等特点，本文选用电容式传感器实现空间滤波测速系统设计。本文理论分析电容式空间滤波传感器输出信号频谱特性与颗粒速度之间的关系，以有限元仿真软

5、件为平台，仿真研究传感器的空间滤波特性，并对仿真结论进行实验验证，论文的主要研究工作如下：(1)理论分析空间滤波原理，研究电容传感器结构尺寸、空间滤波传感器个数等因素对传感器空间滤波特性包括灵敏度、空问滤波灵敏度带宽、中心频率的影响，为空间滤波传感器的设计提供了理论基础和设计依据：(2)基于COMSOL有限元分析软件，通过仿真实验的方法，以传感器灵敏度为优化目标，优化设计了相对极板电容传感器的结构参数；对于影响空间滤波特性最重要的参数(传感器个数)，也做了较为系统和深入的仿真研究和分析，并根据其对灵敏度函数功率

6、谱中心频率偏离的影响确定了传感器个数的最佳选择范围；(3)理论分析了传感器输出信号中的直流分量基频对于信号中心频率偏斜影响，提出了一种利用差分测量技术的解决方案以消除测量信号直流分量对于速度测量精度的影响：(4)提出了一种新的基于交流差分激励的电容测量方式，能够有效提高信号幅值；(5)基于虚拟仪器技术构建了空问滤波测速系统实验平台，编写了相关的系统软件并进行了测速实验，对所设计的空间滤波电容传感器以及所提出的相关测量方法进行了实验验证。关键词：空间滤波原理：电容传感器；测速；COMSOL；气固两相流．ⅡI．万方

7、数据东北大学硕士学位论文摘要一Ⅳ一万方数据东北大学硕士学位论文ResearchonthevelocitymeasurementofGas—-SolidTwo--phaseFlowBasedonSpatialFilteringEffectAbstractParticlevelocityisanimportantparameterdescribingtheflowstateofgas-solidstwo·-phaseflow．Real·-timedetectionofparticlevelocityisofgrea

8、timportancetoknowtheflowcondition，tosaveenergy,andtocontrolproductionprocess．Itcanbewidelyusedintheprocessofmetallurgyindustry,electricpowerindustryandenergyindustry．Inrecentyears，velocitymeasur