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。盡管目前學術(shù)界對ECT系統(tǒng)檢測火焰的機理存在爭議，但學者們已

2、普遍認可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混火焰特性研究的實驗，并在得到了一系列隨燃氣流量變化火焰內(nèi)部復等效介電常數(shù)的重建圖像。
　　2)進一步探究

3、三維成像，在微型燃氣輪機燃燒室試驗臺基礎(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