| 【中文题名】 | 电阻层析成像系统和相关技术在两相流测量中的应用 |
| 【英文题名】 | Application of Electrical Resistance Tomography System and Cross-correlation Technique in Two-phase Flows Measurement |
| 【学科专业】 | 检测技术与自动化装置 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-5-24 |
| 【中关键词】 | 两相流测量,电阻层析成像,相关技术,特征值提取,, |
| 【英关键词】 | Two-Phase Flow Measurement,Electrical Resistance Tomography,Cross-Correlation Technique,Eigenvalue Extraction, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>数据处理、数据处理系统>集中检测与巡回检测系统 |
| 【论文摘要】 | 两相流广泛存在于自然界和工业过程中。为完成两相流的测量,国内外的研究者将多种技术引入了两相流测量领域。其中,电阻层析成像(ElectricalResistance Tomography, ERT)技术和相关测量技术受到了广泛的关注。本论文着重对ERT系统和利用ERT系统进行两相流相关测量的方法进行了研究。
在本论文的研究中,作者主要完成了以下几方面的工作:
1.介绍了本课题组的几种ERT样机的组成结构和它们的区别,其中包括正弦波信号发生器的发展,VCCS的改进,解调方式的演进等。
2.介绍了以DSP为核心的改进型ERT系统的特点,完成了改进型ERT系统中的CPLD逻辑功能模块的设计。介绍了该模块的设计过程以及性能指标。最后的调试结果证明,该模块能够实现系统所要求的逻辑功能。
3.讨论了用于相关测量的双截面ERT系统的构成和特点,完成了利用该系统在模拟管道上进行的弹状流和泡状流实验。
4.提出了用从边界电压变化量中提取的方差、均值和方差-均值平方和的根值等特征值信号来进行相关测量的方法,阐述了这几个参数表示的物理意义。
5.利用所提出的三种特征值相关方法,对弹状流和泡状流测量数据进行处理... |
| 【论文题纲】 |
|
第一章 绪论 |
8-13 |
|
1.1 两相流测量的研究现状 |
8-9 |
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1.2 电阻层析成像技术(ERT)的产生与发展 |
9-10 |
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1.3 相关测量技术的产生与研究现状 |
10 |
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1.4 课题的主要研究内容 |
10-11 |
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1.5 本论文的组织 |
11-13 |
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第二章 ERT系统与相关技术的特点与应用 |
13-23 |
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2.1 ERT系统 |
13-16 |
|
2.1.1 电阻层析成像技术的原理 |
13 |
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2.1.2 ERT系统的硬件构成 |
13-16 |
|
2.1.3 ERT技术的研究方向 |
16 |
|
2.2 相关技术 |
16-20 |
|
2.2.1 相关技术的原理 |
16-17 |
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2.2.2 相关技术的特点 |
17-18 |
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2.2.3 相关技术的应用 |
18-19 |
|
2.2.4 相关技术的发展趋势 |
19-20 |
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2.3 ERT系统与相关技术结合应用于两相流的测量 |
20-23 |
|
第三章 改进型ERT系统中CPLD的实现 |
23-32 |
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3.1 改进型ERT系统的构成 |
23-24 |
|
3.2 CPLD简介 |
24-26 |
|
3.3 CPLD模块的设计流程 |
26-32 |
|
3.3.1 设计思想 |
26 |
|
3.3.2 CPLD模块的设计实现 |
26-28 |
|
3.3.3 设计文件的编译 |
28-29 |
|
3.3.4 设计仿真 |
29-30 |
|
3.3.5 下载 |
30-31 |
|
3.3.6 调试 |
31-32 |
|
第四章 双截面ERT系统 |
32-43 |
|
4.1 系统总体构成 |
32-33 |
|
4.2 信号发生器 |
33-36 |
|
4.2.1 正弦波信号发生器 |
33-34 |
|
4.2.2 压控电流源(VCCS) |
34-36 |
|
4.3 截面切换与电极切换 |
36-37 |
|
4.4 高通滤波 |
37 |
|
4.5 差动放大、乘法解调与低通滤波 |
37-38 |
|
4.5.1 差动放大 |
37-38 |
|
4.5.2 乘法解调 |
38 |
|
4.5.3 低通滤波 |
38 |
|
4.6 数据获取协议 |
38-39 |
|
4.7 双截面ERT系统性能测试 |
39-43 |
|
第五章 基于双截面ERT系统的相关速度测量方法 |
43-49 |
|
5.1 像素相关 |
43-44 |
|
5.2 基于特征值提取的相关方法 |
44-47 |
|
5.2.1 以均值作为特征值的相关方法 |
45 |
|
5.2.2 以方差作为特征值的相关方法 |
45-46 |
|
5.2.3 融合均值和方差进行特征值提取 |
46-47 |
|
5.3 互相关函数的FFT算法 |
47-49 |
|
第六章 实验研究与结果分析 |
49-60 |
|
6.1 双截面ERT系统实验装置 |
49-50 |
|
6.1.1 实验装置构成 |
49 |
|
6.1.2 两截面间距L的选择 |
49-50 |
|
6.2 双截面ERT系统实验设计 |
50 |
|
6.3 弹状流实验 |
50-54 |
|
6.4 泡状流实验 |
54-59 |
|
6.4.1 相含率约为1096的单气泡实验 |
54-58 |
|
6.4.2 相含率约为6096的单气泡实验 |
58 |
|
6.4.3 多气泡实验 |
58-59 |
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6.5 结论 |
59-60 |
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第七章 总结与建议 |
60-62 |
|
参考文献 |
62-66 |
|
发表论文和科研情况说明 |
66-67 |
|
致 谢 |
67 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.378322 |
