基于空間濾波原理的氣固兩相流速度測(cè)量方法研究.pdf

1、氣固兩相流顆粒速度是反應(yīng)兩相流流動(dòng)狀態(tài)的重要參數(shù)。顆粒速度的實(shí)時(shí)檢測(cè)對(duì)了解流體內(nèi)部流動(dòng)狀態(tài)及生產(chǎn)過程的計(jì)量、節(jié)能和過控制均有重要意義，在冶金、電力、能源等行業(yè)的生產(chǎn)過程中廣泛應(yīng)用。
　　目前，氣固兩相流領(lǐng)域的速度檢測(cè)方法主要有互相關(guān)法、空間濾波法、微波法、示蹤法等，其中空間濾波法具有測(cè)量裝置簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)處理方便等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛研究。同時(shí)，由于電容傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、非接觸式、便于維護(hù)等特點(diǎn)，本文選用電容式傳感器實(shí)現(xiàn)空間濾波測(cè)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2、。
　　本文理論分析電容式空間濾波傳感器輸出信號(hào)頻譜特性與顆粒速度之間的關(guān)系，以有限元仿真軟件為平臺(tái)，仿真研究傳感器的空間濾波特性，并對(duì)仿真結(jié)論進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，論文的主要研究工作如下:
　　(1)理論分析空間濾波原理，研究電容傳感器結(jié)構(gòu)尺寸、空間濾波傳感器個(gè)數(shù)等因素對(duì)傳感器空間濾波特性包括靈敏度、空間濾波靈敏度帶寬、中心頻率的影響，為空間濾波傳感器的設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)和設(shè)計(jì)依據(jù);
　　(2)基于COMSOL有限元分析軟件

3、，通過仿真實(shí)驗(yàn)的方法，以傳感器靈敏度為優(yōu)化目標(biāo)，優(yōu)化設(shè)計(jì)了相對(duì)極板電容傳感器的結(jié)構(gòu)參數(shù);對(duì)于影響空間濾波特性最重要的參數(shù)（傳感器個(gè)數(shù)），也做了較為系統(tǒng)和深入的仿真研究和分析，并根據(jù)其對(duì)靈敏度函數(shù)功率譜中心頻率偏離的影響確定了傳感器個(gè)數(shù)的最佳選擇范圍;
　　(3)理論分析了傳感器輸出信號(hào)中的直流分量基頻對(duì)于信號(hào)中心頻率偏斜影響，提出了一種利用差分測(cè)量技術(shù)的解決方案以消除測(cè)量信號(hào)直流分量對(duì)于速度測(cè)量精度的影響;
　　(4)提出了