基于ECT的高速数据采集系统探讨

ECT成像技术和使用非常灵活,由于它主要使用多相流的参数检测,检测多相流的活动过程,所以使用此技术需要有较高的数据采集和处理速度.但是ECT成像技术相对价格要高些,直接影响了它的更广泛应用.因此,本文主要讨论ECT成像技术的原理,使用和采集系统.以更快优化ECT的层析成像技术,使此技术更快造福人类.     

基于电容传感器的两相流参数检测原理及应用

两相流是现代诸多工业过程中的常见对象,对两相流流动参数与流型的准确检测对优化生产策略、安全高效生产、工业过程准确控制意义深远。作为一种非侵入、不辐射、防爆、安全可靠的检测手段,基于电容法的两相流流动参数与流型检测技术长期以来都是国内外的研究热点,是解决该测量问题的重要方法之一。该文围绕电容法在两相流参数检测中的应用,从电容法两相流参数测量的原理、电容法在相含率测量、流型识别中的应用,以及电容层析成像技术在两相流参数检测中的应用等几方面,对以往国内外学者在该方面的研究工作进行了回顾,讨论了电学法两相流参数与流型检测技术目前尚存在的问题以及未来的研究方向。     

基于COMSOL的电容层析成像系统灵敏度场的计算

电容层析成像技术是检测两相流或多相流的过程检测技术,在工业领域中有着广泛的用途.要实现电容层析成像的图像重建工作必须先获得精确的灵敏度场数据,但是求取电容层析成像系统的灵敏度场矩阵十分复杂,而且编写有限元网格剖分模型的程序也相对繁琐和困难,且设定好的网格不易于快速修改.鉴于此,提出一种利用有限元软件COMSOL和电势分布来求解灵敏度场矩阵的方法.最后通过仿真实验进行了验证.仿真实验结果也证明了这种灵敏度场计算的有效性和可靠性.     

多相流检测研究进展

流体的多相流动广泛存在于多个领域,如动力、石油、化工等。多相流检测一直是流体测量领域的一个难点。本文分析了多相流体的流动特征,说明工业检测多相流的困难所在。本文介绍了现阶段多相流流体检测现状,详细介绍现阶段较为成熟的工业多相流检测手段、说明其检测原理并分析各自的优缺点。主要介绍过程层析成像技术理论以及过程层析多相流基本原理以及结构组成。由此分析并提出多相流检测今后可能的发展方向。     

提高电阻层析成像实时性能的研究

电阻层析成像（ERT）是两相流／多相流检测的新技术，其动态实时性能直接关系到能否应用于工业过程参数检测和监控，为此分析了影响ERT实时性能的主要原因，着重介绍了利用有源高通滤波方法提高实时性能的理论和实验研究结果，给出了影响实时性能的瞬态过程分析。     

气液两相流管道泄漏流场特性数值模拟分析

气液两相流管道声波泄漏检测技术在研究过程遇到流动参数无法准确测量难题,不能充分了解泄漏声源特性,阻碍了声波泄漏检测技术的发展.基于多相流体流动过程中声场和流场是密不可分的,且两者之间相互作用、相互影响.为补充实验研究和理论分析不足,利用ANSYS软件,建立了简化的管道泄漏几何模型,采用Fluent动网格技术和自定义函数编程实现气液两相流管道泄漏开启过程和完成的流场模拟.通过对比分析泄漏流场各参数变化分析得到泄漏声源特性,与理论相验证.进一步分析分层流、波浪流、段塞流三种流型下泄漏过程流场参数变化,得到各流型泄漏开启过程的声场变化,深入探讨气液两相流管道泄漏声源产生机理,为声波检测技术提供理论支持.     

Lamb波时间反转椭圆定位和层析成像混合技术研究

采用椭圆定位技术和层析成像技术相结合的无损检测方法,并将其运用于板状材料的Lamb波损伤检测和成像中.与传统的单一层析成像技术相比,将椭圆定位技术和层析成像技术相结合,只需在椭圆定位技术确定的范围内选择有效的激励-传感路径进行层析成像,从而排除了多余的检测路径,可以减少数据计算和处理的数量,提高数据利用率和检测效率.此外,由于事先用椭圆定位技术确定了损伤的范围,避免了额外激励-传感路径交叉点处损伤概率值较大的情况,这有效地减少了损伤检测误判情况的发生.通过Abaqus有限元软件的仿真,选择合适的Lamb波激发频率和激发方式,然后布置恰当的传感器网络,结合椭圆定位技术和层析成像技术的概率损伤检测重构算法对损伤进行成像,这有效地提高了损伤的检测效率和成像质量,检测路径和成像计算时间节省率分别在47.6%和47.5%以上.     

ERT/ECT技术电学特性与激励频率研究

电学层析成像技术包括ERT、ECT和EMT,但其对应系统的适用被测对象不同。为使电学层析成像技术更好地适用于多相流测量问题,采用数值仿真的方法,研究了多相流介质的电导率和介电常数对电学敏感场分布的影响,并且比较了不同电学特性参数介质场的频率特性。结果表明,电学层析成像系统的类型和激励频率可根据被测对象的电学特性参数决定。电导率较大(10~(-3)S/m)时采用电阻抗实部成像,选用ERT系统;电导率极低(10~(-5)S/m)且介质间介电常数相差较大时采用电阻抗虚部成像,选用ECT系统;且系统激励频率可选范围随电导率的增加而增大。最后将仿真结果与4种不同电导率被测场的实际测量数据进行对比验证,验证了仿真结果的正确性。     

气固两相流流动参数的检测技术

对气固两相流流动参数检测技术的相关内容,包括基于静电传感器的检测技术、电容层析成像技术以及流型软测量技术中的信号分析方法进行了总结和评述,认为静电传感器在气固两相流颗粒速度、浓度以及流型等参数检测方面,技术相对成熟,但其灵敏度空间分布不均匀、颗粒浓度(分布)与静电量大小(分布)之间的对应关系不明确等问题严重影响其测量准确性,是目前研究的难点;电容层析成像技术可实现气固两相流流型的可视化监测,但其固有的软场特性影响了测量结果的准确性;目前基于信号分析方法的流型软测量技术避免了这一问题,多尺度信号分析方法将是提高其测量准确性的新方法。     

三角网格参数化在反射地震走时层析成像中的应用

矩形网格参数化是反射地震走时层析成像中的传统参数化方式，然而这种参数化方式本身的缺点（如剖分的灵活性差，对速度界面的描述精度差）却在层析成像的正反演过程中产生了很多不利因素：正演模拟和层析反演时存储量大、计算量大、计算耗时久，层析反演的方程性态差、求解难度高等。鉴于矩形网格参数化层析成像的上述缺点，将三角网格参数化应用到反射地震走时层析成像中，研究发现三角网格参数化本身的优点（如剖分的灵活性强，对速度界面的描述精度高）在层析成像的正反演过程中产生了诸多有利因素，大大减少了网格的数目，在正演模拟和层析反演时大大减少了存储量、计算量和计算时间，并改善了层析反演的方程性态，降低了求解难度。因此，三角网格参数化与矩形网格参数化相比在反射地震走时层析成像中更有优越性，模型试验表明两种参数化方式得到的层析反演结果具有可比性。     

Seeing a new dimension-The past decade’s developments on electrical impedance tomography

Multi-component and multiphase fluid flows exist in many industrial processes. The phase distribution and interfaces in an aqueous-based process or multiphase flow carries significant information about the processes. Due to the correlation of the multiphase and independency of each phase, the correct measuring of multiphase flow, in the terms of concentration, disperse interface, local velocity and mass flow rate, are of extremely challenged tasks. In 1990s, electrical capacitance tomography was originally developed for oil-water two-phase flow, then electrical resistance tomography was introduced from medical research to process engineering. Significant progress has been made during the past decade and now the technology has been proved as a powerful tool for mapping the concentration and velocity distributions of the second phase in two-phase flows, where electrical impedance differences between the two-phase fluids exist. Previous and current work on electrical resistance tomography by the author and his colleagues are reviewed. Developments on sensor, measurement, image reconstruction and application are also briefly introduced. At the end of the paper, existing challenges and prospect of new dimensions in process tomography are discussed.     

多相流检测技术在石油工业中的应用

多相流体流动在石油工业中普遍存在,多相流检测技术须用于解决石油工业中多相流体流动问题。近几年来石油工业中多相流检测技术正在快速发展,为解决多相流体流动问题带来了希望。石油工业中多相流体检测中的几个重要参数包括压降、空隙率、速度、流量等。随着科学技术发展的趋势,石油工业中多相流检测技术有较好的发展方向     

基于PLC和WINCC的多相混输控制系统

多相流现象广泛存在于石油工业中,控制系统则是多相混输过程中不可缺少的组成部分。为满足多相混输过程的需要,针对其工艺设备安全运行的重要性,研究了多相混输控制系统,提出将PLC和WINCC工业组态软件应用在多相混输领域中。     

小型等离子体多相流模拟烧蚀系统的构建与运用

在高超声速飞行器的研制过程中,热防护技术是急需攻克的关键问题之一。在热防护材料研发的初期和中期,通过模拟烧蚀试验可大大加快材料配方筛选与工艺优化进度、降低成本。针对高超声速飞行器热防护材料的使用要求,提出了基于小型等离子体多相流的模拟烧蚀试验方法;基于自动化技术开发了参数精确控制的模拟烧蚀试验系统;该系统可产生高焓、高温和高热流密度的等离子射流,射流中可注入固相粒子,模拟高超声速飞行器飞行过程中的热力环境。在此基础上,运用测量表征与数值计算相结合的手段研究了系统流场特性,为试验参数的选取与优化提供了理论依据。最后,运用系统对某型三维四向C/C复合材料进行了耐烧蚀性能测试和分析。结果表明,该试验系统可为热防护材料的配方筛选、热结构部件的优化设计和性能评价提供实用可靠的途径。     

油气水多相流流型智能识别系统的设计与实现

利用模式识别理论的语言来表述油气水多相汉流型的识别问题，将油气水多相汉流型的识别问题转换为一类模式识别问题，从而借助模式识别的理论来完成流型的智能识别。按照模式识别的三大过程，即信号测量、信号篁 征提取以及状态识别，建立起一套油气水多相流流型智能识别系统，该系统能自动在线地输出油气水多相流流动的流型类别。     

多相流的近期工程应用趋向

为了进一步促进多相流在现代工程中的应用,对近6看来国内外多相流在工程应用方面的应用趋势进行了综述,内容主要包括多相流在石油工业、各种工程中的多相流化床、各种换热器、多相流泵、液力输送和气力输送工程中的应用,以及多相流测量技术等,附着参考文献55篇。     

气侵期间岩屑运移规律研究

基于井筒多相流、传热学原理,综合考虑高温高压下天然气和钻井液物性参数变化,建立了环空气液固多相流数学模型,并采用多相流流动和井筒-地层传热耦合方法进行数值求解,着重进行气侵期间岩屑运移规律和敏感性参数分析。计算结果表明:相比泡状流,段塞流携岩能力较差,不利于维持井眼清洁;随着井口回压/循环排量的增加,气相体积分数逐渐减小,岩屑体积分数逐渐增加,而当流型发展为段塞流时,岩屑体积分数随井口回压/循环排量的增加而减小,而气侵量对其的影响正好相反;钻井液塑性黏度、机械钻速、岩屑粒径以及岩屑颗粒球形系数对气相体积分数基本没有影响,而对岩屑体积分数影响较大。