应用ERT技术测量两相流参数方法的研究

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1、中文摘要两相流是口然界最常见的一种流动形态，广泛存在于石油、化工、电力、冶金等行业屮。由于两相流动情况复朵多变，实时有效地检测两相流流动参数一直是国际工程界和科学研究领域屮的一个难题。在众多的两相流测量方法中，电阻层析成像技术(E1ectrica1Resishy，简称ERT)，可在不破坏或者干扰物场的基础上，通过测量物场内的电导率分布，进而得到有关流动的各种信息，并能从屮提取出大量被测对象的特征参数。基于两相流流动特点和电阻层析成像技术，作者应川ERT系统对两相流进行流动特征参数测量，如流型和相关速度，为这项技术在工业屮的应川做了有益的尝试与探索。作者在本

2、课题屮完成了如下主要工作：1.基于ERT的基本原理，以及ERT数据采集系统的结构特点，探讨了研制的TERT系列样机功能模块上的区别与发展。实现了基于数字信号处理器(DsP)ERT新系统屮的各单元功能，包括整体控制策略以及激励单元、电极切换控制单元、信号调理单元、以及DSP内/外部屮断的软件实现。2・根据水平管道中气/水两相流流型的特点，在分析实验数据测量边界电压值变化情况的基础上，对采集到的每幅数据进行了特征值提取,提出了离散系数(C.V.)这一新的特征指标。使用每幅数据的特征值构成一个连续离散的时间序列，采用动态聚类中的K—均值算法(K—means)对数

3、据进行了两类划分。同时使用隶属度函数和两类聚类中心对划分结果进行了判别，得到了较好的流型识别结果。3・使用双截面ERT系统，进行了在汕，气/水三相流实验装置上的动态实验。分析了基于特征值提取的互相关方法。采川归一化相关算法，编写了c语言的算法软件包。对提取截面特征值V。的动态实验数据，进行了互相关运算，得到了各典型流动状态下的相关速度。与结合漂移模型的运动波速度理论数值进行了对比和分析，得出了关于实验的结论。，关键词：两相流，电阻层析成像，特征值提取，流型识别，互相关技术AbstractTwo—phaseflowiSthemostcOIDAlIonflow

4、off1uidinnature,whichexistsinsomewherewidelysuchaspetroleum,chemistryengineeringprocess,power,metallurgy,andSOon.Becausetwo—phaseflowischangefulandcomp1ex,therea1•L•1meParametermeasurementintw0■Phasef10wisadiff•cu1tPr0b1eminthed0main0fintcrnat•ona1cngineeringandsc•ence•Amongthemea

5、surementmethodsbymeasur•1ngthed•1stribution0fc0nduct•Vity•nscnsingf•c1d,E1cctr•1ca1Rcs•1stanccTom0graphy(ERT)9abranch0fpr0cessTom0graPhy(PT)9cangainabundantinf0rmation0ff10wc0nd•ti0nevent0gctVar•0uscharacterist•cParamctcrs0fmcasurcdobjcct•Vcsw•thout•nterfer•ngorevendestroyingthefi

6、eld・Basedupontwo—phaseflow'ScharactersandElectrica1ResistanceTomographytechnique,theauthorappliedERTsystemtomeasurecharacteristicparametersoftwo—phaseflow,suchasf1owregimeandcross-卩詡占sFiFiLStplp何丫elocity,forthefuturetion.Andtheauthorhasaccomp1ishedthetasksinthethesisasfo1lows：1.Gr

7、oundedonbasicprincipleofERTandstructureofERTDaAcquirementSystem,thediriminationandevolutionoftheprototypesystemsinfunctionmoduleshavebeenpresented.ThefunctionmodulesofthenewERTsystembasedonDigitalSignalProccssor(DSP)havcbccnachicvcd.includingthccontro1strategy,excitingunit,electro

8、desswitchingunit,signa1processin.