一、浓度对超声检测颗粒两相流的影响（论文文献综述）
程俊豪[1]（2020）在《超声波矿浆浓度检测系统的设计与研究》文中指出在铁精粉的生产中,越来越多的选矿厂采用干排法来处理主要的废弃物—尾矿。在尾矿干排流程中,为了提高沉淀效率,选矿厂往往会在沉淀池中安装絮凝剂添加系统。但是流入沉淀池中的矿浆浓度是时刻变化的,为了节约成本、减少浪费,就必须在线检测矿浆浓度,以此来控制絮凝剂添加系统的阀门开口度。本课题基于尾矿干排的背景,以测量排入沉淀池中的矿浆浓度为实际应用,以超声波衰减法为理论基础,通过MATLAB进行数值分析,最后设计实验平台并进行实验验证,以理论与实验的方法来表明超声波法测量矿浆浓度的可行性。本文首先简要叙述了选题的研究背景和研究现状,并且对当今测量固液两相流浓度的方法进行了阐述,选取了超声法作为本次课题的测量方法。接着分析了超声波衰减的类型,利用MATLAB软件对散射衰减、黏滞衰减、热传导衰减进行了数值分析,通过控制变量法探讨了频率、粒径、浓度等因素对超声波衰减系数的影响。其次,对实验平台进行了设计和搭建。提出了两种实验方法,选取了直射式的方案。整个超声波矿浆浓度检测系统主要由单片机系统、直流偏置电路、功率放大电路、示波器、发射换能器和接收换能器组成,对设计过程中遇到的问题加以探究和解决。搭建后的实验平台能够完成衰减系数的测量,并且稳定可靠。最后,利用实验平台进行了实验。首先进行了静态及动态浓度测量实验,通过改变矿浆浓度的大小,得到了浓度与衰减系数之间的关系。然后在实验中控制粒径、浓度不变,通过改变流速、温度的大小和起泡剂的含量,探究了超声波衰减系数与流速、温度、气泡的关系,得出了相关规律,提高了检测系统的精度。除此之外还对检测系统进行了具体的系统设计,包括在选矿厂中的安装方式、原理图的设计、清洁和维护方式等。
景思雨[2]（2020）在《新型超声含沙量和级配测量探头适用性初步研究》文中进行了进一步梳理对天然河流中泥沙运动状态的研究,不仅关乎挟沙水流运动特性,同时对于天然河道中的水沙输移、河道演变、岸堤治理、河口和河道的生态防护,水土保持、以及防止和治理泥石流方面都有着重要的意义。天然河流中的泥沙运动十分复杂,一方面,在水流的作用下,泥沙运动使得床面可动,水体中的泥沙浓度在垂线上按一定规律分布;另一方面,水流和泥沙之间相互作用,泥沙运动反过来会影响水流结构。能够精确地测量河流以及河口中的泥沙浓度和粒径是至关重要的,这对水利量测科学领域提出的新的要求。因为目前还没有能够进行线上实时准确测量泥沙参数的设备,故现有含沙水流检测技术仍存在许多局限性。本文结合超声检测技术,基于一种自主研发的超声探头,对泥沙声学特性进行研究,同时对该探头的适用性和测量性能进行初步研究。技术手段包括:（1）超声探头采用新型压电复合材料制成的晶片和由美国GE公司研发的材料制成的整流块,实现探头结构优化,降低信噪比,减小声波在介质中传播的声损失;（2）采用高频（5MHz）超声发射技术,不仅能对极细颗粒进行测量,还能实现对高浓度下的声信号损失进行有效补偿,使其具有更好的测量能力,适用于高含沙量河流;（3）通过千兆以太网接口实现各探头的参数设置和运行控制,确保对来自千兆以太网接口的高速传输海量数据的正确接收和解析,达到实时测量的目的。选择三组级配不同的天然沙以及一组模型沙进行实验,配制成不同已知浓度的水沙混合液样本,浓度从0.02kg/m3增大到12kg/m3,利用电磁搅拌器提供稳定的浓度场,对各组样本的声散射信号进行采集。自主编写MATLAB GUI用户界面对回波信号进行处理,并且研究散射声强和浓度之间的关系;通过数据分析,研究探头的测量能力和稳定性。本文通过实验发现,泥沙的浓度和级配测量之间存在密切联系,得出如下结论:（1）通过和普通压电材料制作的晶片进行对比,本探头具有更好的声学测量性能,目前5MHz高频超声可以对浓度高达12kg/m3的含沙水体进行很好的测量,波形图和频谱图都没有出现明显的幅值降低情况;（2）随浓度增大,声强也增大,含沙浓度和散射信号之间呈现幂指函数关系,并且通过函数拟合建立了适应于本探头的声学模型;（3）泥沙级配对浓度测量影响很大,泥沙颗粒整体越粗,散射声强越大,相反,泥沙颗粒整体越细,散射声强越小;（4）颗粒频谱图显示,泥沙颗粒的组成越细,频谱图形状越平缓,颗粒组成越粗,频谱图形状越陡;（5）模型沙声学特性和天然沙之间存在差异,体现在幂函数指数项的不同;（6）探头的测量结果不受采样时间长短的影响,并且测量结果具有很好的稳定性,各组的标准差均小于5%,满足规定要求。
郑言[3]（2020）在《压气机叶片真空钎焊钎料气泡去除方法研究》文中进行了进一步梳理在压气机叶片的组装中,真空钎焊相比于常规焊接,在确保叶片本身不会熔化的条件下,可以得到叶片变形量小、焊接结构致密、整体性能高的焊接件,从而可以保证叶片组件整体的加工质量。真空钎焊的钎料流动性和湿润性较好,可以焊接结构复杂或者有细微通道的器件,实现批量化生产。但是在实际生产过程中,由于钎料中不可避免的含有气泡,焊接后的叶片组件中会存在影响质量的焊接气孔,当焊接气孔直径大于0.4mm时,叶片组件则直接报废。针对上述存在的问题,本文开展了以下研究:（1）使用离心的方式去除真空钎焊钎料中的气泡。参考钎料粘度、密度等各个物理参数,根据镍粉和气泡之间巨大的密度差异,计算出离心所需要的时间。在合适的离心时间条件下,去除气泡的同时能够保证镍粉不会发生沉积。对气泡在钎料中离心过程进行仿真,经过11s后,直径0.2mm气泡便上浮到试管上部,和理论计算时间10.2s相差不大,因此在离心力的作用下可以去除钎料中的气泡。（2）设计了钎料的气泡消除装置,并对该装置去除气泡过程进行了仿真研究。利用离心力以及压力梯度力综合作用的原理,设计了具有螺旋通道的气泡消除装置。使用CFD方法对平面旋流结构以及整体装置进行仿真研究,在平面旋流场中,大部分气泡会随钎料移动至中心区域从气体出口排出。使用欧拉-欧拉模型对相对压强分布、速度分布进行计算;使用欧拉-拉格朗日模型对气泡在平面结构的停留时间以及运动路程进行仿真。结果表明,随着进口速度增加,气泡在平面结构中停留时间的波动系数不断降低,压力降不断增加,脱气效率先升高后降低。（3）对气泡消除装置进行了脱气效果测量,并对真空钎焊样品进行了气孔检测实验。测试了在不同进口速度下以及不同的螺旋圈数下的脱气效果,实验结果表明,随着进口速度的增加,脱气效率会先增加后降低。对焊接样品进行了X射线检测和超声检测,其中X射线检测的效果由于对比度等原因并不理想,超声检测可以对焊接气孔进行定位测量,但是并不能测量焊接气孔的实际大小。还使用显微照相法对焊接件截面进行检测,测得钎料经过离心处理的和未经过离心处理的所选取截面的平均气孔率分别为2.98%和15.15%,并且钎料经过离心处理的焊接气孔大小均小于0.4mm。
马书泽[4]（2020）在《金属表面缺陷修复装置检测系统的开发与研究》文中研究说明金属零件在生产加工和使用过程中不可避免的会产生裂纹等缺陷,在生产过程中,金属表面常见裂纹有铸造裂纹、锻造裂纹以及热处理裂纹等;在使用过程中,由于长期受到外界交变应力等不匀均载荷的作用,零件表面会产生疲劳裂纹等缺陷。这些带有裂纹缺陷的工件如继续使用,表面的微裂纹会扩展形成更大的裂纹,降低工件的机械性能,影响机械设备的正常运行,严重的会造成工件沿着裂纹处断裂,引发重大安全事故。针对金属表面产生的微裂纹缺陷,基于LabVIEW和Arduino编程语言开发了一套金属表面缺陷修复的检测系统。检测系统主要包括缺陷检测系统、距离检测与超程报警系统、温度检测和送粉系统等部分,可以实现对金属表面裂纹缺陷的检测以及修复过程中数据的采集和存储,具有较高的应用价值。缺陷检测系统主要采用同轴光路的光学系统设计,利用工业CCD相机对工件表面进行缺陷检测,实现工件表面裂纹缺陷的定位与检测以及裂纹修复过程中图像信息的存储。离焦量是激光修复过程中的重要参数,采用带有温度补偿的超声波测距系统检测激光头喷嘴到待修复工件表面距离,同时系统设计有距离超程报警等功能,实现距离的实时监测和报警。送粉系统是激光修复技术的核心部分,送粉系统的稳定与否直接决定了金属表面缺陷修复的质量;因此基于图像处理技术和光散射原理设计了一套粉末颗粒检测装置,利用高速相机拍摄粉末颗粒在管路中的输送状态,将图像传输给计算机,通过计算分析得到粉末的浓度流量等信息,然后再通过计算机控制Arduino执行器输出脉冲频率,调节步进电机转速,最终实现对金属粉末的动态控制。为能高效精确的实现粉末的检测,通过分析管路中粉末颗粒的运动状态,最终确定采用外径D外=10mm,内径D内=8mm的透明橡胶管路作为输送管路。选用空气作为动力源,通过对管路内单个粉末颗粒以及粉末颗粒群的悬浮速度计算,得出气固两相流输送时管路粉末输送的临界速度kV,最终确定气体输送速度V3=2m/s,气体流量Qa=6.03L/min。最后利用Fluent流体仿真软件对管路中输送的粉末状态进行仿真模拟,模拟结果与计算结果能较好地符合,验证了粉末检测装置的可行性。
刘昱东[5]（2019）在《气液两相流超声传感器持气率测量模型研究》文中认为气液两相流广泛存在于石油开采、核反应堆、化工、冶金等工业领域生产过程中。持气率是反映气液两相流动态行为的重要参数,持气率与流型、流速、流动方向等密切相关,是建立气液两相流流动模型的重要流动参数。超声传感器广泛应用于多相流持气率检测技术,其中,探究气液两相流超声传感器持气率理论模型具有重要学术价值及实际应用意义。本文建立了不同泡径尺寸下气液两相流泡状流持气率理论预测模型。首先,采用流体取样器获取气液两相流图像并使用多尺度边缘检测算法获取泡径信息,然后基于超声传感器的幅值衰减信息,通过快关阀与电导传感器获取持气率参数,综合构建气液两相流超声传感器持气率统计模型和理论模型。本文创新性研究成果如下:1.建立了气液两相流泡状流持气率理论预测模型,文中首先根据超声脉冲能量随持气率变化的衰减规律,结果发现超声衰减规律受泡径影响,呈现以持气率10%为分段点的分段函数;采用超声传感器理论模型预测持气率,预测结果与快关阀持气率与电导持气率对比,绝对平均相对误差分别为9.21%和10.38%,取得了较好的预测效果。2.针对超声传感器持气率理论预测模型中的泡径参数,本文采用多尺度边缘检测算法分析流体取样器图像,获取不同持气率下泡径的概率密度分布,发现持气率较低时,主要存在小泡径气泡,大泡径气泡较少;持气率较高时,小泡径和大泡径的气泡同时大量存在且分布不均匀,计算了不同持气率时的气泡平均泡径,为建立超声传感器持气率理论预测模型提供泡径信息。3.采用幅值-符号消除趋势波动分析法（Detrended Fluctuation Analysis,简称DFA）从长程相关性角度分析超声测量信号,发现持气率较低时,超声信号局部与整体的自相似性较低,呈反相关性;持气率较高时,超声信号局部与整体的自相似性较高,呈正相关性,在幅值及符号标度联合平面上实现了超声传感器持气率预测模型不同泡径指数表征。
张正华[6]（2019）在《燃煤电站一次风煤粉浓度超声检测实验研究》文中研究表明燃煤电站一次风管道中煤粉浓度的准确测量对电厂运行的安全至关重要,煤粉与风的混合物属于典型的稀疏相气固两相流,其不固定的相界面,可压缩的气相,使得煤粉浓度的准确测量一直是工程界的难题。超声波在两相流浓度测量领域多有应用,但测量对象多为液固或气液两相流,利用超声波测量气固两相流浓度的研究并不多。本文围绕燃煤电站煤粉浓度超声检测实验研究这一课题,通过实验的方法,对利用超声法测量一次风煤粉浓度进行了研究,主要的研究内容和创新点如下:（1）设计并搭建了稀疏相气固两相流固相浓度检测实验台和模拟一次风的风粉系统实验台。稀疏相气固两相流固相浓度检测实验台以玻璃珠为物料,用于进行气固两相流中超声衰减的多因素分析实验,可以实现不同颗粒粒径、超声频率和固相浓度下的超声衰减测量。系统的负压设计减少了物料的泄漏,探头吹扫保证了超声探头的整洁,基于Lab VIEW开发的一套控制系统,可以实现实验台的自动化给粉和超声测量,减少了手动操作的误差,提高了实验的效率。风粉系统实验台以煤粉为物料,采用闭式循环设计,主要用于对稀疏相气固两相流固相浓度检测实验台的结果进行验证。（2）气相温度、湿度和流速会对超声衰减的多因素分析实验结果产生影响。其中,气相温度和湿度会影响超声换能器的特性,并改变超声的接收信号幅值;气相流速会改变超声在两相流中的传播方向,影响接收换能器接收份额,进而影响实测衰减率。本文提出了相应的实验标定方法,并分别确定了气相湿度、温度和流速对幅值和衰减率的修正函数。（3）提出了一种基于超声回波的信号处理方法,与传统的先将超声衰减前后的信号幅值相除,然后取对数的方法不同,该方法考虑了超声回波信号的特性,利用接收信号的一、二次波形之间的关联性,有效地消除了背景噪声对超声信号的影响,可以将计算得到的衰减系数与浓度的线性相关系数从0.774提高至0.972,提高了气固两相流中超声衰减系数的测量精度。（4）在稀疏相气固两相流固相浓度检测实验台上进行超声衰减的多因素分析实验,系统地研究了超声波频率、固相浓度以及颗粒粒径变化对超声波衰减系数的影响,得到了不同频率和粒径下,衰减系数与浓度的变化特性,提出了一种稀疏相气固两相流固相浓度的反演算法。并对粒径在106μm-250μm的颗粒,做了反演的误差分析。其中,当粒径为120μm,固相体积浓度在0.65‰-1.43‰之间时,浓度测量的相对误差为-5.35%-3.12%。（5）在风粉系统实验台上,利用稀疏相气固两相流固相浓度反演算法对风粉系统煤粉浓度进行测量,验证该算法在煤粉浓度检测中的适用性。验证结果表明,对提出的稀疏相气固两相流固相浓度反演算法进行系数修正后,可用于粒径为120μm,体积浓度为0.73‰-1.31‰的风粉系统煤粉浓度的测量,测量的相对误差为-8.32%-8.86%。
周琬婷[7]（2019）在《基于声速与声驰豫衰减层析成像的气体温度与组分分布测量》文中进行了进一步梳理现代生活与工业生产中,多相气体流动过程广泛存在。随着生产工艺和设备结构的复杂化,以及对能源转换效率、安全性能、环境保护的重视,生产过程中参数的实时监测尤为重要。如电站锅炉炉膛中实时监测CO2、NO等气体浓度温度,或航天飞行器氧气发生装置中检测混合气体成分,以保证设备安全稳定运行。但流动过程中由于流动状态的变化、热量的交换、流体压缩等因素,导致流场复杂,多参数变化时更加难以实时监测。超声波检测作为一种无损检测技术,具有非接触、成本低、速度快等优点。目前,学者主要研究声速测温。但声速与混合气体温度浓度均相关,浓度也是多相气体流动分析中的重要参数。为得到更加准确的参数,本文采用声速和相关研究较少的声弛豫衰减联合测量。声弛豫衰减具有频率特性,可以得到多相气体的各相浓度信息。这里的相指气体的不同种类。本文还提出了新的重建算法,解决声学CT中像素数过多时成像困难的问题,实现了较高精度的声速-温度层析成像、声速-浓度层析成像,创新性的开展并实现了声弛豫衰减-浓度层析成像。论文主要研究内容如下:1、声学基础理论研究,重点研究超声波弛豫衰减理论。本文研究了超声波的基本理论,给出了多相气体声速的计算公式。经典衰减部分主要给出粘滞衰减和热传导衰减的计算公式。声弛豫衰减部分研究了衰减机理,气体分子的外部能和内部能以及分子碰撞能量转移模型,推导出适用于多相气体的弛豫衰减系数计算公式。其中,弛豫时间是较难推导的重要参数,计算过程中重点推导了分子碰撞能量转移概率,通过L-J和带偏置的指数函数匹配,迭代得到能量转移概率中的重要参数,推导出具体可用于计算的迭代公式。在弛豫衰减系数计算的过程中,推导出振动温度微分方程的矩阵求解公式,并用平面波的形式求解出最终的弛豫衰减系数,为声学层析成像打下基础。2、声学层析成像原理及重建算法研究。本文研究了基于声速和声弛豫衰减的层析成像方法和重建算法,其中声弛豫衰减层析成像为本文创新点。在成像原理部分,设计并阐述了声学层析成像的硬件系统,分别推导了声速和声弛豫衰减层析成像的正问题和反问题计算公式。计算了不同像素的敏感场矩阵,并对其距离网格线较近或位于网格线的传播路径做了处理,可以减小模型本身的误差,且传感器可以布置在任意位置。在重建算法部分,提出了基于邻域约束的M矩阵构造算法。声学CT中敏感场为稀疏矩阵,且要求像素数少于传播路径数,成像极其困难。本文提出的算法很大程度上提高了解的精度,像素个数可以远超传播路径数,且M矩阵不受被测空间影响,可以较容易的通过仿真计算获得正则化参数,计算得到模型的误差估计,并实现快速在线计算。可以普适性的应用于声速、声弛豫衰减层析成像、光学层析成像中,具有较强的实用价值。3、对多相气体的声速及声弛豫衰减进行仿真计算。本文分别仿真了声速-温度层析成像,声速-浓度层析成像和声弛豫衰减-浓度层析成像。采用常用算法和基于邻域约束的M矩阵构造算法,分别对不同像素重构图像,对比说明新算法的成像效果很好,并选择出最佳的像素个数。仿真计算声弛豫衰减中不同种类混合气体的各项参数,并分别计算出CO,H2O,CO2三种气体浓度的声弛豫衰减频谱,得到有效弛豫频率,选择最佳的频率用于成像计算。以两组多相气体为例,仿真计算单浓度变化时声弛豫衰减系数重建图像。根据声弛豫衰减的频率特性,给出多相气体中多浓度变化时的检测方案。最后,对声速与声弛豫衰减的解耦进行仿真。声弛豫衰减层析成像与声速层析成像相结合,可以得到更加全面准确的多相气体温度和组分信息。仿真结果表明,采用新算法进行声速和声弛豫衰减层析成像,均能得到精度极高的重建图像。该方法的实现为声学检测提供了更多的可能性,具有重要的意义。4、开发了基于FPGA的声学检测系统实验台并进行了实验设计。本文设计并搭建了基于FPGA的声学检测系统实验平台。设计了以FPGA为中央处理单元,分别控制检测系统发射部分及接收部分（放大、滤波、模数转换）的电路,制作出PCB板。采用VHDL语言编写了 FPGA中的控制程序等,以实现多路同时测量。用C语言编写了多路数据读取的串口程序及界面交互程序,以实现上位机与核心板的通信。最后,设计了检测声速和声弛豫衰减的实验方案,进行了相关的实验平台测试。证明了该实验平台可用于检测多相气体的流动过程。本文实现了基于声速及声弛豫衰减层析成像方法检测多相气体的温度和组分。并提出了新的重建算法,解决了声学层析成像技术中的关键问题。声弛豫衰减层析成像方法开辟了声学CT的新领域。
程旭峰[8]（2019）在《基于静电法和超声法的流化床内湿度和流体动态特性测量》文中研究说明流化床以其优良的气固接触特性、高传热传质效率以及大容量处理能力,广泛应用在干燥工艺过程,是食品、制药和化工领域常见的设备之一。为了保持干燥过程有效、经济、安全运行,监测床中的颗粒湿度和流动特性参数是至关重要的。颗粒湿度直接影响产品质量,干燥过程的监控不及时,不仅造成能源浪费,还造成产品质量的下降。本论文基于静电和超声测量原理,采用一组弧形静电传感器阵列和一对超声传感器,对固体颗粒湿度和颗粒流动参数的测量进行了相关的理论和实验研究,并得出了一定的实验结果。主要工作和研究内容如下:1.为了测量流化床干燥器的特性,搭建了实验室规模热态鼓泡流化床干燥器。并为了验证弧形静电传感器阵列的颗粒湿度和流动参数的测量性能,通过在有机玻璃床壁外表面安装一组弧形静电传感器阵列进行了一系列的干燥实验。利用上下游静电信号得到颗粒在流化床内的互相关速度,从而表征了流化床内颗粒的流动状态。利用静电信号的均方根值表征静电信号波动强度,建立了其与颗粒湿度和颗粒速度的模型。结果表明,利用该模型,静电传感器所得信号可以用于测量流化床内的颗粒湿度,测量的最大误差小于15%。2.本文基于NARX神经网络充分地利用静电信号、建立更贴近实际的非线性模型、减小静电传感器的测量误差。首先,在静电信号中提取的6个时域特征和3个频域特征以及流化床出口处温湿度,利用参数选择方法确认5个输入参数,然后模型延迟阶数确认为1,隐含层神经元个数为10。选择其中7组实验数据作为训练数据,剩余2组进行验证。验证结果表明,该模型可以有效提高湿度预测的精度,最大误差小于10%。3.本文利用超声传感器测量流化床出口处的空气湿度。首先在恒温恒湿条件下对超声传感器的系统延迟和声程补偿系数进行标定,在声速测量算法研究中发现自相关法的声速测量结果贴近理论值。然后将超声传感器安装在流化床出口处,检测干燥实验过程的出口空气湿度。结果表明,利用超声传感器可以测量空气湿度,但在低温下精度需要进一步研究。同时利用Matlab对基于超声阵列的湿度场重构进行仿真,通过仿真验证了超声阵列测量流化床出口处空气湿度分布的可行性。
刘金[9]（2019）在《超声波在非均匀气固两相介质中的传播特性研究》文中进行了进一步梳理气固两相介质广泛存在于工业生产过程等领域,其固相参数的监测具有重要的研究意义。近年来超声波因具有非接触、穿透力强和指向性好等优点在测量方面被用于气固两相流固相参数的测量。本文以在线监测燃煤电厂的煤粉粒径为大的研究背景,理论与实验相结合,重点研究超声波在非均匀气固两相介质中的传播特性,提出分层假想模型,为颗粒粒径在线测量系统的开发提供理论依据,具有理论意义和较好的应用前景。主要研究成果有如下几个方面:（1）在气固两相介质中,根据拓展耦合相模型、ECAH模型和Gregor-Rumpf模型分别研究不同参数时超声波传播过程中的粘性衰减、散射衰减和热衰减,当颗粒粒径在50μm500μm范围内时,频率为20kHz、40kHz、60kHz和80kHz的超声波均表现为总声衰减系数随颗粒粒径增大而减小。（2）超声测量系统由超声换能器、驱动装置和信号采集处理装置组成,超声换能器是整个测量系统最核心的部分。频率为20kHz的压电换能器截面直径为10cm,频率为40kHz、60kHz和80kHz的压电换能器截面直径为8cm,利用COMSOL多物理场耦合软件建立几何模型,仿真研究超声换能器的振动模态和频域特性,结果表明四种频率的压电换能器在空气域截面圆半径小于15cm时声压场范围趋于稳定,为实验中固相颗粒的放置提供准确位置范围。（3）利用与煤粉性质相近的玻璃微珠作为实验研究对象,提出分层假想模型,认为非均匀气固两相介质在空间上可分割为多个空气层和颗粒局部聚集层,超声波在非均匀气固两相介质中的传播可认为是空气层的传播和颗粒局部聚集层的传播的叠加,其中颗粒局部聚集层中的声衰减特性符合现有的气固两相介质传播模型。根据上述分层模型,研究单集中、双分散和三分散分布状态的三种典型非均匀气固两相介质中传播的传播特性,实验结果表明当颗粒局部聚集层分布相邻间距小于10mm时,声压衰减率均近似满足指数衰减规律。频率为80kHz的超声波在颗粒局部聚集层为双分散分布时进一步研究扩大分布距离对超声波传播特性的影响,当颗粒局部聚集层分布间距在510倍波长范围内时,声衰减规律由指数衰减渐变为平方衰减,当颗粒局部聚集层分布间距大于10倍波长时,声衰减满足平方衰减规律,这是因为超声波与非均匀气固两相介质之间重新建立新平衡状态,实现自由度能量分配。
潘晗[10]（2018）在《基于超声的气固两相流浓度检测方法研究》文中研究表明火电机组燃煤锅炉一次风管道中空气与煤粉的混合流动是具有稀疏固相特征的复杂气固两相流动,实现固相浓度检测是锅炉燃烧优化面临的技术难题之一。长期以来,由于制粉系统各异,再加上气固两相流的复杂性,一直缺乏可靠且有效的固相浓度测量方法。基于超声的气固两相流浓度测量方法由于其穿透性好、结构简单以及可靠性高等优点引起来广泛的关注。本文主要研究了基于超声的气固两相流浓度测量方法,为开发可靠的气固两相流流动参数测量系统奠定基础。主要研究工作和创新成果如下:（1）对超声波在稀疏气固两相流中的传播规律进行了研究,发现:超声波衰减系数和声速与固相浓度、固相颗粒粒径、超声波频率以及物性参数有关。此外,由数值模拟可知,固相颗粒的物性参数变化对超声波衰减系数以及声速的影响可以忽略不计,相对于超声波衰减系数,固相浓度、固相颗粒粒径以及超声波频率变化引起的声速变化非常小,因此采用超声波衰减系数作为浓度计算特征量。（2）设计并搭建了自由落体气固两相流浓度试验台,进行了超声波测量装置、给粉和计量系统相关设备的选型或制作。该试验台通过设置混合管段减少了不均匀的固相浓度和粒径分布对测量结果的影响,通过设计自动化控制方案实现程控给粉,自动测量,减少手动操作带来的误差,提高实验的重复性和准确性。（3）系统的研究了超声波频率、固相浓度以及固相颗粒粒径变化对超声波衰减系数的影响,提出了一种基于多频率下超声波衰减系数的固相浓度和固相颗粒粒径计算模型,并使用实验数据对其进行了验证。实验结果表明:粒径计算模型与固相浓度无关,并可以很明显的分辨不同大小的粒径,测量误差在20%以下,浓度计算模型需要粒径已知,测量误差在15%以下,固相浓度范围为0.03%0.6%,固相颗粒粒径范围为40μm120μm时,验证结果证明了上述模型的有效性和准确性。（4）设计了一套基于LabVIEW的气固两相流浓度测量系统,并设计了一种可以在一个发射周期内产生多种特定频率猝发波的激励信号,以便于使用多频率下超声波衰减系数的固相浓度和固相颗粒粒径计算模型,具体模型计算部分采用MATLAB开发,通过Lab VIEW调用相应节点来完成。系统测试结果表明该浓度测量系统在具有较好的稳定性和实时性,对浓度变化的响应在1秒以内。
二、浓度对超声检测颗粒两相流的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、浓度对超声检测颗粒两相流的影响（论文提纲范文）
（1）超声波矿浆浓度检测系统的设计与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 超声波浓度检测的发展现状 |
| 1.2.1 国外发展现状 |
| 1.2.2 国内发展现状 |
| 1.3 矿浆浓度的检测方式 |
| 1.3.1 离线测量矿浆浓度方法 |
| 1.3.2 在线测量矿浆浓度方法 |
| 1.3.3 浓度检测方式选择 |
| 1.4 本文主要研究的内容 |
| 2 超声波检测技术的理论基础 |
| 2.1 超声检测的方法选择 |
| 2.2 超声波衰减理论 |
| 2.2.1 超声波的衰减类型 |
| 2.2.2 超声波的衰减公式 |
| 2.3 超声波换能器 |
| 2.3.1 超声波换能器的结构组成及作用 |
| 2.3.2 超声波换能器的选取原则 |
| 2.3.3 超声波换能器的参数 |
| 3 超声波在矿浆中的衰减特性数值分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 MATLAB在浓度检测中的应用 |
| 3.3 散射衰减系数数值分析 |
| 3.4 黏滞衰减系数数值分析 |
| 3.5 热传导衰减系数数值分析 |
| 3.6 结果分析 |
| 4 实验平台的设计 |
| 4.1 实验平台的设计要求 |
| 4.2 超声波换能器的安装方式 |
| 4.3 信号发生器的选择 |
| 4.3.1 信号源激励形式的选择 |
| 4.4 直流偏置电路 |
| 4.5 功率放大电路 |
| 4.6 示波器 |
| 4.7 供电电源 |
| 4.8 实验中用到的其他器材 |
| 5 实验验证及误差分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验平台的搭建 |
| 5.3 实验步骤 |
| 5.4 静态浓度测量实验 |
| 5.5 动态浓度测量实验 |
| 5.5.1 探究流速对超声波衰减的影响 |
| 5.5.2 动态浓度测量实验数据分析 |
| 5.6 其他因素对超声波衰减系数的影响 |
| 5.6.1 粒径对超声波衰减系数的影响 |
| 5.6.2 温度对超声波衰减系数的影响 |
| 5.6.3 气泡对超声波衰减系数的影响 |
| 5.7 实验误差分析 |
| 5.7.1 超声波换能器造成的误差 |
| 5.7.2 波形误差 |
| 5.7.3 其他误差 |
| 6 检测系统的设计 |
| 6.1 检测系统的安装 |
| 6.1.1 检测系统的安装原则 |
| 6.1.2 检测系统的安装方式 |
| 6.2 检测系统的原理设计 |
| 6.3 标定方式 |
| 6.3.1 两点标定 |
| 6.3.2 三点标定 |
| 6.3.3 系数修正 |
| 6.4 检测系统的维护和清洗 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（2）新型超声含沙量和级配测量探头适用性初步研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究意义 |
| 1.2 研究进展 |
| 1.2.1 传统方法 |
| 1.2.2 光学方法 |
| 1.2.3 声学方法 |
| 1.2.4 图像法 |
| 1.3 声学测量可行性 |
| 1.3.1 超声检测设备灵敏度研究 |
| 1.3.2 浓度级配声学测量研究 |
| 1.4 研究思路与内容 |
| 1.4.1 研究思路 |
| 1.4.2 主要内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 超声探头测量系统 |
| 2.1 超声测量原理 |
| 2.1.1 瑞利散射原理 |
| 2.1.2 球面散射定理 |
| 2.1.3 可行性论证 |
| 2.2 超声探头结构 |
| 2.2.1 内部结构 |
| 2.2.2 外部结构 |
| 2.3 信号采集与处理系统 |
| 2.3.1 采集系统 |
| 2.3.2 数据处理系统 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 5MHz探头适用性研究 |
| 3.1 探头测量范围 |
| 3.2 探头中心频率 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 浓度测量 |
| 4.1 含沙浓度试验设计 |
| 4.2 数据处理系统 |
| 4.3 探头测量性能分析 |
| 4.3.1 采样时间的影响 |
| 4.3.2 采样稳定性研究 |
| 4.3.3 探头测量能力 |
| 4.4 浓度与散射声强 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 粒径频谱图分析 |
| 5.1 背景概述 |
| 5.2 泥沙颗粒散射信号 |
| 5.2.1 时均频谱图 |
| 5.2.2 测量性能分析 |
| 5.2.3 粒径的影响 |
| 5.3 瞬时频谱图 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文成果 |
| 攻读硕士学位期间发表的软件着作 |
| 攻读硕士学位期间参与的科研课题 |
| 致谢 |
（3）压气机叶片真空钎焊钎料气泡去除方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 真空钎焊工艺研究 |
| 1.2.2 气泡分离方式研究 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 真空钎焊钎料的离心参数计算及仿真分析 |
| 2.1 钎料去除气泡所需离心参数的计算 |
| 2.1.1 钎料的基本物理参数测量 |
| 2.1.2 非惯性参考系下的离心力的计算 |
| 2.1.3 气泡在钎料中所需离心时间的确定 |
| 2.2 气泡在离心过程中上浮时间的仿真分析 |
| 2.2.1 CFD仿真模型建立及网格划分 |
| 2.2.2 仿真结果分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 气泡消除装置的设计及流场仿真 |
| 3.1 钎料中气泡消除装置的设计 |
| 3.1.1 气泡消除装置的结构设计 |
| 3.1.2 平面旋流结构的简化设计 |
| 3.1.3 气泡消除装置的密封设计 |
| 3.2 脱气机理及数值模拟方法 |
| 3.2.1 旋流场对气液分离作用机理 |
| 3.2.2 湍流模型的选择 |
| 3.2.3 CFD模拟条件的确定 |
| 3.3 脱气仿真结果分析 |
| 3.3.1 相对压强分布特征 |
| 3.3.2 钎料速度分布特征 |
| 3.3.3 气泡在平面结构停留时间以及脱气效率 |
| 3.3.4 气体在整体结构中运动仿真 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 真空钎焊钎料去除气泡实验 |
| 4.1 气泡消除装置的脱气效率测量 |
| 4.1.1 实验流程设计 |
| 4.1.2 实验结果及分析 |
| 4.2 真空钎焊实验过程 |
| 4.3 真空钎焊样品气孔检测 |
| 4.3.1 真空钎焊气孔的X射线检测 |
| 4.3.2 真空钎焊气孔的超声检测 |
| 4.3.3 真空钎焊气孔的显微镜照相法检测 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（4）金属表面缺陷修复装置检测系统的开发与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 裂纹修复技术研究现状 |
| 1.2.2 激光修复装置检测与控制系统的研究现状 |
| 1.3 研究内容 |
| 2 激光修复装置检测系统总体设计及关键部件选型 |
| 2.1 激光修复装置软件系统设计 |
| 2.2 激光器分类与选择 |
| 2.2.1 激光器分类 |
| 2.2.2 激光器选择 |
| 2.3 熔池温度的检测 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 缺陷检测系统设计 |
| 3.1 照明系统设计 |
| 3.1.1 光源的选择 |
| 3.1.2 照明方式 |
| 3.2 相机的选择 |
| 3.3 系统结构布局 |
| 3.4 视觉检测程序设计 |
| 3.4.1 系统登陆程序设计 |
| 3.4.2 图像视频的采集和存储 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 距离检测系统设计 |
| 4.1 Arduino开发板介绍 |
| 4.2 超声波测距与超程报警 |
| 4.2.1 超声波测距原理 |
| 4.2.2 影响超声波测距因素 |
| 4.2.3 超声波距离模块 |
| 4.2.4 温度补偿模块 |
| 4.2.5 超程报警模块 |
| 4.3 距离检测程序设计 |
| 4.4 检测结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 粉末输送装置与粉末检测系统设计 |
| 5.1 粉末检测系统结构设计 |
| 5.1.1 检测装置整体结构 |
| 5.1.2 送粉管路结构设计 |
| 5.2 粉末颗粒运动状态检测原理 |
| 5.3 管路中粉末颗粒运动状态分析 |
| 5.4 气固两相流输送气体速度计算 |
| 5.4.1 垂直粉末颗粒输送管路最终固/气速度比 |
| 5.4.2 垂直粉末颗粒输送管路临界风速 |
| 5.4.3 管路中粉末颗粒质量浓度 |
| 5.5 粉末颗粒运动状态检测 |
| 5.6 Fluent仿真验证 |
| 5.6.1 水平管路粉末颗粒运动状态仿真结果分析 |
| 5.6.2 弯曲管路粉末颗粒运动状态仿真结果分析 |
| 5.6.3 Y型管路粉末颗粒运动状态仿真结果分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（5）气液两相流超声传感器持气率测量模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 气液两相流超声检测技术研究现状 |
| 1.3 超声模型理论模型研究现状 |
| 1.4 本文工作及创新点 |
| 1.5 本文组织结构 |
| 第2章 气液两相流超声持气率理论模型 |
| 2.1 气液两相流超声持气率理论模型 |
| 2.1.1 超声波基本参量 |
| 2.1.2 气液两相流超声持气率理论模型 |
| 2.2 气液两相流超声持气率理论模型理论计算 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 气液两相流泡状流泡径分布实验测量 |
| 3.1 气液两相流泡径分布实验测量装置 |
| 3.2 流体取样器图像获取 |
| 3.3 多尺度边缘检测算法 |
| 3.4 泡径分布统计分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 气液两相流泡状流持气率测量模型 |
| 4.1 实验装置与测量系统 |
| 4.1.1 实验装置 |
| 4.1.2 超声传感器测量系统 |
| 4.1.3 气液两相流超声传感器响应特性 |
| 4.2 气液两相流泡状流持气率测量模型 |
| 4.2.1 统计模型预测持气率 |
| 4.2.2 理论模型预测持气率 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 采用超声测量信号提取泡径指数 |
| 5.1 幅值-符号消除趋势波动法 |
| 5.2 典型系统幅值-符号消除趋势波动法 |
| 5.3 泡径指数幅值-符号消除趋势波动法分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（6）燃煤电站一次风煤粉浓度超声检测实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 常见一次风煤粉浓度测量方法 |
| 1.2.1 管路压降法 |
| 1.2.2 热平衡法 |
| 1.2.3 文丘里管法 |
| 1.2.4 电学法 |
| 1.2.5 光学法 |
| 1.3 超声波浓度测量技术的发展及现状 |
| 1.4 论文主要研究内容与框架 |
| 1.4.1 本文研究内容 |
| 1.4.2 论文框架 |
| 第二章 超声波浓度测量理论 |
| 2.1 超声基础 |
| 2.1.1 超声波的产生 |
| 2.1.2 超声波相关参数 |
| 2.1.3 超声衰减 |
| 2.2 超声传播数学模型 |
| 2.2.1 ECAH模型 |
| 2.2.2 Gregor-Rumpf模型 |
| 2.2.3 弹性散射模型 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 稀疏相气固两相流固相浓度检测实验台 |
| 3.1 实验台整体设计 |
| 3.2 给粉系统 |
| 3.2.1 实验物料的选取 |
| 3.2.2 储料仓和电子称重计 |
| 3.2.3 电磁振动给料器 |
| 3.2.4 给料器的控制 |
| 3.3 超声发射与接收系统 |
| 3.3.1 超声换能器 |
| 3.3.2 波形发生器及放大器 |
| 3.3.3 数字采集卡 |
| 3.4 管道输送系统 |
| 3.4.1 各速度的计算 |
| 3.4.2 管道压损的计算 |
| 3.4.3 风机的选择及变频控制器 |
| 3.4.4 旋风分离器 |
| 3.4.5 探头吹扫 |
| 3.5 LabVIEW控制系统 |
| 3.5.1 LabVIEW简介 |
| 3.5.2 控制系统组成 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 干扰因素的修正与标定 |
| 4.1 温度和湿度的影响 |
| 4.1.1 影响原理 |
| 4.1.2 实验分析 |
| 4.1.3 修正与标定 |
| 4.2 气相流速的影响 |
| 4.2.1 影响原理 |
| 4.2.2 实验分析 |
| 4.2.3 修正与标定 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 实验及结果分析 |
| 5.1 实验方案 |
| 5.2 基于超声回波的信号处理方法 |
| 5.3 实验结果分析 |
| 5.3.1 浓度对超声衰减的影响 |
| 5.3.2 频率对超声衰减的影响 |
| 5.3.3 粒径对超声衰减的影响 |
| 5.4 固相浓度反演 |
| 5.4.1 反演方法 |
| 5.4.2 反演验证 |
| 5.5 煤粉浓度测量 |
| 5.5.1 实验设备 |
| 5.5.2 实验步骤 |
| 5.5.3 实验数据分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 在读期间公开发表的论文及取得成果 |
| 一、论文 |
| 二、专利 |
| 三、科研项目 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（7）基于声速与声驰豫衰减层析成像的气体温度与组分分布测量（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 气体检测技术研究 |
| 1.3 声学理论及其检测技术发展概况 |
| 1.3.1 超声波声速及声速CT研究现状 |
| 1.3.2 超声波弛豫衰减研究现状 |
| 1.4 本课题的主要研究内容 |
| 第2章 气体声学理论研究 |
| 2.1 超声波基本理论 |
| 2.1.1 质点运动分析 |
| 2.1.2 声速计算 |
| 2.1.3 声压计算 |
| 2.2 经典衰减 |
| 2.2.1 粘滞衰减 |
| 2.2.2 热传导衰减 |
| 2.2.3 经典衰减计算 |
| 2.3 弛豫衰减 |
| 2.3.1 弛豫衰减机理 |
| 2.3.2 气体分子能量 |
| 2.3.3 分子碰撞能量转移模型 |
| 2.3.4 弛豫时间计算 |
| 2.3.5 弛豫衰减系数计算 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 声学层析成像原理及重建算法研究 |
| 3.1 声学层析成像技术原理 |
| 3.1.1 声学层析成像原理及硬件系统 |
| 3.1.2 声学层析成像正问题 |
| 3.1.3 声学层析成像反问题 |
| 3.1.4 声学敏感场仿真计算 |
| 3.2 重建算法研究 |
| 3.2.1 常用模型与算法 |
| 3.2.2 基于邻域约束的M矩阵构造模型与算法 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 声速与声弛豫衰减层析成像仿真计算 |
| 4.1 声速层析成像仿真计算 |
| 4.1.1 声速-温度层析成像仿真及算法比较 |
| 4.1.2 声速-浓度层析成像仿真及算法比较 |
| 4.2 声弛豫衰减层析成像仿真计算 |
| 4.2.1 基本参数计算与声弛豫衰减频率仿真 |
| 4.2.2 声弛豫衰减-浓度层析成像仿真 |
| 4.2.3 多浓度弛豫衰减层析成像 |
| 4.2.4 声速与声弛豫衰减解耦仿真 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 基于FPGA的声学检测系统开发及实验设计 |
| 5.1 基于FPGA的声学检测系统开发 |
| 5.1.1 硬件电路设计 |
| 5.1.2 软件设计 |
| 5.2 实验台搭建及实验方案设计 |
| 5.2.1 声学实验台搭建 |
| 5.2.2 基于双频率法的声速测量方法 |
| 5.2.3 声学测量实验设计 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）基于静电法和超声法的流化床内湿度和流体动态特性测量（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 流化床干燥器检测技术的研究现状和发展趋势 |
| 1.2.1 流化床干燥器特性 |
| 1.2.2 流化床内湿度检测研究现状与发展趋势 |
| 1.3 静电与超声检测研究现状 |
| 1.3.1 静电检测在流化床检测研究现状 |
| 1.3.2 超声检测在空气湿度和密相气固检测研究现状 |
| 1.4 本论文的研究工作及创新点 |
| 1.4.1 本文研究工作的主要内容 |
| 1.4.2 本文的创新点 |
| 第2章 基于弧形静电传感器阵列的颗粒湿度和流动特性测量研究 |
| 2.1 静电检测原理 |
| 2.1.1 基于互相关运算的颗粒速度测量 |
| 2.1.2 基于静电信号均方根值的颗粒湿度测量 |
| 2.2 实验平台与实验设计 |
| 2.2.1 静电传感器阵列 |
| 2.2.2 实验装置 |
| 2.2.3 实验设置 |
| 2.3 实验结果分析与讨论 |
| 2.3.1 出口空气温度、相对湿度和颗粒湿度 |
| 2.3.2 静电信号 |
| 2.3.3 流化床干燥器的相关速度 |
| 2.3.4 流化床干燥器中颗粒湿度的测量 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于静电信号的颗粒湿度的NARX模型研究 |
| 3.1 NARX神经网络模型建立 |
| 3.2 NARX网络参数确定 |
| 3.2.1 输入参数选择 |
| 3.2.2 结构参数的确定 |
| 3.3 结果分析与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于超声传感器的空气湿度测量实验研究 |
| 4.1 超声测量空气湿度原理 |
| 4.2 超声声速与空气湿度关系的标定研究 |
| 4.2.1 实验装置 |
| 4.2.2 声速测量方法 |
| 4.2.3 标定结果与讨论 |
| 4.3 流化床出口处湿度测量实验研究 |
| 4.4 湿度场二维成像仿真 |
| 4.4.1 仿真模型设置 |
| 4.4.2 重构算法介绍 |
| 4.4.3 仿真结果与讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 研究工作总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
（9）超声波在非均匀气固两相介质中的传播特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 超声波在两相流中的研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 超声波在气固两相介质中的研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 超声波在非均匀气固两相介质中的研究 |
| 1.5 本文拟研究内容 |
| 2 基于理论模型的声衰减数值分析 |
| 2.1 超声波基本物理量 |
| 2.1.1 声压 |
| 2.1.2 声速 |
| 2.1.3 声阻抗 |
| 2.1.4 声强 |
| 2.1.5 声衰减 |
| 2.1.6 波长及不同波长区范围 |
| 2.2 超声波在气固两相介质中传播时声衰减模型 |
| 2.2.1 拓展耦合相基本概念和仿真计算 |
| 2.2.2 ECAH模型基本概念和仿真计算 |
| 2.2.3 Gregor-Rumpf模型基本概念和仿真计算 |
| 2.3 气固两相介质中总衰减研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 实验系统方案设计 |
| 3.1 实验测量系统设计 |
| 3.2 超声换能器结构仿真及特性研究 |
| 3.2.1 压电型超声换能器组成 |
| 3.2.2 基于COMSOL的压电型换能器振动模态仿真 |
| 3.2.3 基于COMSOL的压电型换能器频域特性仿真 |
| 3.3 超声波换能器驱动装置 |
| 3.4 信号处理及采集装置 |
| 3.4.1 信号处理装置 |
| 3.4.2 信号采集装置 |
| 3.5 实验系统测试 |
| 3.5.1 无固相颗粒工况测试 |
| 3.5.2 颗粒局部聚集层工况测试 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 非均匀气固两相介质中超声衰减特性实验研究 |
| 4.1 纯空气中声衰减特性研究 |
| 4.2 单集中分布时颗粒粒径对声衰减特性的影响实验研究 |
| 4.2.1 超声波频率为20kHz时声衰减特性研究 |
| 4.2.2 超声波频率为40kHz时声衰减特性研究 |
| 4.2.3 超声波频率为60kHz时声衰减特性研究 |
| 4.2.4 超声波频率为80kHz时声衰减特性研究 |
| 4.2.5 单集中分布时声衰减系数与理论模型对比 |
| 4.3 双分散分布时颗粒粒径对声衰减特性的影响实验研究 |
| 4.3.1 超声波频率为20kHz时声衰减特性研究 |
| 4.3.2 超声波频率为40kHz时声衰减特性研究 |
| 4.3.3 超声波频率为60kHz时声衰减特性研究 |
| 4.3.4 超声波频率为80kHz时声衰减特性研究 |
| 4.3.5 双分散分布时声衰减系数与理论模型对比 |
| 4.4 三分散分布时颗粒粒径对声衰减特性的影响实验研究 |
| 4.4.1 超声波频率为20kHz时声衰减特性研究 |
| 4.4.2 超声波频率为40kHz时声衰减特性研究 |
| 4.4.3 超声波频率为60kHz时声衰减特性研究 |
| 4.4.4 超声波频率为80kHz时声衰减特性研究 |
| 4.4.5 三分散分布时声衰减系数与理论模型对比 |
| 4.5 固相颗粒相同名义体积浓度时不同分散状态的声衰减特性研究 |
| 4.5.1 不同分散状态时声衰减系数与名义体积浓度的关系 |
| 4.5.2 不同分散状态时声衰减系数与颗粒粒径关系研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（10）基于超声的气固两相流浓度检测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景与意义 |
| 1.2 常见气固两相流参数测量方法 |
| 1.2.1 差压法 |
| 1.2.2 热平衡法 |
| 1.2.3 光学法 |
| 1.2.4 电学法 |
| 1.3 超声波浓度测量技术的发展及国内外研究现状 |
| 1.4 本文研究内容和章节安排 |
| 1.4.1 本文的主要研究内容 |
| 1.4.2 本文章节安排及整体框架结构 |
| 第二章 超声波测量理论及数值模拟 |
| 2.1 声波基本性质 |
| 2.1.1 声压基本概念 |
| 2.1.2 声波传播速度 |
| 2.1.3 声场中的能量关系 |
| 2.1.4 声压级与声强级 |
| 2.2 单相介质中的声衰减模型 |
| 2.2.1 粘滞衰减 |
| 2.2.2 热传导衰减 |
| 2.2.3 介质中声衰减经典公式 |
| 2.2.4 介质的弛豫衰减 |
| 2.3 两相介质中超声波声速和衰减模型 |
| 2.3.1 ECAH模型 |
| 2.3.2 弹性散射模型 |
| 2.4 数值模拟结果及比较 |
| 2.4.1 超声波频率对超声波衰减和声速的影响 |
| 2.4.2 颗粒粒径对超声波衰减和声速的影响 |
| 2.4.4 浓度对超声波衰减和声速的影响 |
| 2.4.5 长波区中温度对超声波衰减和声速的影响 |
| 2.4.6 物性参数对超声波衰减和声速的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 气固两相流浓度测试试验台 |
| 3.1 试验台设计 |
| 3.2 超声波发射与接收系统 |
| 3.2.1 超声波换能器 |
| 3.2.2 超声波激励装置 |
| 3.2.3 信号处理装置 |
| 3.2.4 数据采集装置 |
| 3.3 给粉测控系统 |
| 3.3.1 给料器选型及控制 |
| 3.3.2 给粉量计量 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 实验结果及数据分析 |
| 4.1 实验方案 |
| 4.1.1 实验设计思路 |
| 4.1.2 实验步骤 |
| 4.2 数据处理和分析 |
| 4.2.1 原始数据处理 |
| 4.2.2 浓度对超声波衰减的影响 |
| 4.2.3 频率对超声波衰减的影响 |
| 4.2.4 粒径对超声波衰减的影响 |
| 4.3 浓度和粒径反演 |
| 4.3.1 粒径反演 |
| 4.3.2 浓度反演 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于LabVIEW的气固两相流浓度测量系统 |
| 5.1 数据校正技术 |
| 5.1.1 算术平均 |
| 5.1.2 中值滤波 |
| 5.1.3 一阶滞后滤波 |
| 5.1.4 超声波信号滤波 |
| 5.2 信号发射 |
| 5.2.1 SCPI语言简介 |
| 5.2.2 发射信号程控输出 |
| 5.3 系统设计 |
| 5.3.1 事件捕捉模块 |
| 5.3.2 消息处理模块 |
| 5.3.3 数据采集模块 |
| 5.3.4 数据处理模块 |
| 5.3.5 数据记录模块 |
| 5.3.6 数据显示模块 |
| 5.4 系统测试 |
| 5.4.1 软件前面板 |
| 5.4.2 实验测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在读期间公开发表的论文及取得成果 |
| 一、论文 |
| 二、科研项目 |
| 致谢 |
四、浓度对超声检测颗粒两相流的影响（论文参考文献）
- [1]超声波矿浆浓度检测系统的设计与研究[D]. 程俊豪. 内蒙古科技大学, 2020(01)
- [2]新型超声含沙量和级配测量探头适用性初步研究[D]. 景思雨. 长江科学院, 2020(01)
- [3]压气机叶片真空钎焊钎料气泡去除方法研究[D]. 郑言. 大连理工大学, 2020(02)
- [4]金属表面缺陷修复装置检测系统的开发与研究[D]. 马书泽. 大连理工大学, 2020(02)
- [5]气液两相流超声传感器持气率测量模型研究[D]. 刘昱东. 天津大学, 2019
- [6]燃煤电站一次风煤粉浓度超声检测实验研究[D]. 张正华. 东南大学, 2019(06)
- [7]基于声速与声驰豫衰减层析成像的气体温度与组分分布测量[D]. 周琬婷. 华北电力大学(北京), 2019(01)
- [8]基于静电法和超声法的流化床内湿度和流体动态特性测量[D]. 程旭峰. 华北电力大学(北京), 2019(01)
- [9]超声波在非均匀气固两相介质中的传播特性研究[D]. 刘金. 南京理工大学, 2019(06)
- [10]基于超声的气固两相流浓度检测方法研究[D]. 潘晗. 东南大学, 2018(05)