一种测量气--液两相流的线列阵传感器设计

针对气—液两相流研究对含气率测量的需求,基于线列阵测量技术原理,设计了一种可移动式线列阵两相流测量传感器,该传感器具有较高的空间分辨率（3 mm）和极高的时间分辨率（2500 Hz）,设计了线列阵传感器标定和含气率算法,实现了瞬时二维局部含气率的测量。经过射流冲击试验验证表明：该线列阵传感器结构稳定,基于原始测量数据,采用标定和含气率求解算法,可计算气泡夹带现象在水平截面的平均含气率分布情况。     

基于优化BP神经网络的钢板测速修正方法

在采用激光多普勒仪测速的钢板长度测量过程中,针对由于钢板表面因素和测量环境所引起的测量速度数据失真问题,设计了基于L-M(Levenberg-Marquardt)优化BP神经网络的钢板测速数据处理模型;通过进行多普勒测速数据分析调整BP网络结构和参数,依据误差反向传播理论将测速数据自适应地进行非线性拟合,修正测速粗差,最后计算钢板准确长度;与最小二乘(LS)拟合法的对比实验结果表明,该方法能更加准确地进行失真数据修正,现场运行结果表明该方法可将钢板测长精度提高10%以上,满足钢板长度测量的精度要求。     

基于CPLD的同步测速发电机信号测量设计

通过分析永磁同步测速发电机的特点和CPLD的功能,提出了基于CPLD来采集同步测速发电机转速信号的数模混合新方法;研究了测速发电机输出信号的模拟和数字两种滤波和电机转向的判断以及正反转信号的处理等,采用了信号延迟采样的滤波方法和双时钟的计数方法;给出了相关硬件设计和程序设计框图并仿真验证了软件,实验证明该测速方法具有精度高、抗干扰能力强及可靠性高的优点。     

水平管段塞流相界面参数的超声相控阵测量及分析

段塞流是两相流的一种典型流型,其流动的间歇性、不稳定性在传输过程中会带来许多问题。本文采用超声相控阵技术对段塞流相界面进行了测量和分析。通过设计聚焦法则,确定扫描声束、偏转角度和实验参数,在气液两相流装置上开展了18种流动条件下的实验测量。结合扇扫界面的数据分析,利用四阶多项式方程拟合方法获取了气液相界面曲线,提取了两相界面中心点处液位高度和截面含气率两个特征值。结果表明,当气相表观流速一定时,随着液相表观流速的增加,液位高度增加。当液相表观流速一定时,随着气相表观流速的增加,液位高度下降。通过比较数据得出气相表观流速的变化对段塞流液位高度影响更加显著。此外,气相和液相表观流速滑差的增大会导致液位高度升高,截面含气率降低,气液表观流速之差较小时,气液界面波动较大,液位高度和截面含气率变化明显。该测量方法为段塞流流动参数测量奠定了基础。     

相关测速声呐软硬件系统设计

相关测速声纳是利用“波形不变性”原理的测速声纳,其通过对回波的理论时空相关函数和数据时空相关函数进行最小二乘拟合或其他优化算法来解算载体速度.搭建一套功能完善、运行稳定、性能可靠的软硬件系统,是相关测速声纳研制工作的最重要环节.软硬件系统的可靠性和稳定性为验证相关测速理论提供了基本保障,是相关测速技术走向应用的关键.本文研究相关测速声纳软硬件系统的组成结构及设计方法,对于硬件系统和组成软件系统的三部分软件分别进行介绍.     

基于CPLD的光电编码器角位移拟合测速法

针对常用的M法和T法无法满足增量式光电编码器整个测速范围内误差要求的问题,提出了对码盘信号进行角位移拟合求采样时刻即时速度的新方法,在匀加速条件下对这3种方法进行了仿真实验,比较了测速误差。实验结果表明,角位移拟合法在整个速度范围内都能获得很高的测速精度和误差一致性。最后用CPLD对该方法加以实现,给出了Verilog硬件描述语言的设计程序和3种方法的实验结果比较。基于CPLD的实现方法电路简单,运行稳定可靠,处理速度快,为角位移拟合法提供了一种非常好的实现方法。     

基于高速GPS的道路测速设备计量校准系统

为了解决道路测速设备计量校准困难的问题,本文给出了一种基于高速GPS的道路测速设备计量校准系统的实现方法。速度采集设备采用精度达到0.1m/s、数据输出速度可达到10次/秒的高速GPS测速模块,主控设备采用一台笔记本电脑加配套专门开发的控制软件,显示设备采用高亮度LED显示屏。通过主控系统软件可把GPS获得的速度数据实时的显示在LED显示屏上面。把本套系统安装到测试车辆上,可对道路车辆测速设备进行精确的计量和校准。本系统具有操作简单、计量精度高等优点。     

点式单波束多普勒测流系统的设计方法

为了加快多普勒流速计算速度和提高系统稳定性,提出基于FPGA技术的多普勒测速的设计方法,其中包括信号发射电路和信号接收电路;首先通过M码进行二相相移键控信号的调制,减少了回波误差、增加信号发射能量,有效地降低了水中超声波的能量耗散对信号提取的影响;然后对回波信号进行二相解调,并利用复自相关算法进行分析处理;最后,通过测速实验对所提方法进行验证;实验结果表明,所提方法不仅具有较低的实验误差而且具有较高的可靠性。     

基于环形管差压波动信号测量气液两相流气相含率的研究

设计了一种新型多圈环形管用于气液两相流参数的测量,对环形管上升段水平方向内外侧差压波动信号进行了分析,采用无因次分析方法获得与差压波动信号均方根相关的特征量,建立了此特征量与容积含气率的关系模型,并在此基础上进行了实验.实验结果表明与差压波动信号均方根有关的特征量和容积含气率存在一定的关系,在考虑到气体密度的影响之后,引入气体密度对关系模型进行修正,建立了差压波动信号均方根和容积含气率量纲1的线性关系模型.在容积含气率小于0.65时,气液两相流的容积含气率测量误差小于5%,为气液两相流的容积含气率测量提供了一种方法.     

基于FPGA的二维相关测速方法研究

在对双继电器相关函数的讨论的基础上,提出了一种基于FPGA的二维相关测速算法.该算法中以异或逻辑运算代替常规算法中的乘法,可以利用FPGA同时处理几十甚至上百路的运算,提高了相关运算的速度,使得利用二维相关算法测量运动物体的速度成为可能.     

气液两相流空隙率测量方法微重力环境应用研究

微重力环境下气液两相流空隙率测量是载人航天器需解决的关键技术之一。通过对当前常重力环境下气液两相流空隙率测量方法的特点和微重力环境对气液两相流空隙率测量的影响分析,提出了满足微重力环境气液两相流空隙率测量方法的基本要求,对当前空隙率测量方法在微重力环境应用的可行性进行了分析,并给出了相应建议。     

基于FPGA的固体测速系统的设计与应用

针对目前工业生产过程中的固体流速测量问题,提出了一种基于 FPGA的固体流速测量系统。该系统以相关测速算法为理论基础,通过发射载波信号到测试管道,并采集管道内两个不同位置的流速信号,对这两路信号进互相关运算,寻找峰值点,从而间接求得固体流速。该系统包括一套基于 FPGA的硬件系统和一套基于 C++的上位机软件系统。经过测试验证,本系统实现了固体流速的精确测量,性能稳定,达到了设计目标要求。     

燃煤发电厂高温高尘烟气流速静电测量技术研究

高温烟气流速(流量)是实现燃煤电厂选择性催化还原脱硝(SCR)过程优化控制的关键参数之一,提高烟气流量测量的准确性对于提高SCR系统脱硝系统效率和控制NOX排放浓度具有重要意义。针对燃煤电厂烟气管道管径大、截面速度分布不均匀、含尘量高等特点,利用烟道内飞灰颗粒起电,开展了基于静电原理的SCR区高温高尘烟气流速测量方法研究。开发了接触式棒状静电互相关高温烟气流速测量系统,在实验室输送带装置上进行了性能实验评价研究,并对某330 MW燃煤机组锅炉脱硝系统入口烟气流量进行了现场测试。试验结果表明在3.1 m/s^43.6 m/s速度范围内,速度相对误差优于4.8%,重复性误差小于4.1%,验证了静电法烟气流量测量方法的可行性和准确性,并适用于高温高尘烟气恶劣现场环境,为开发新型可靠的高温烟气流速在线测量系统提供了技术基础。     

基于DSP的实时互相关测速系统设计与实现

根据相关测速原理,利用相关差值法的信号处理方法,设计一种基于DSP的非接触式智能实时测速系统。系统采用模拟电路对红外传感器采集的模拟信号进行处理,利用DSP强大数据处理能力实现对信号数字化采集、运算处理和结果显示等功能。实验测试结果表明,系统测量误差较小,结构简单,稳定性高,抗干扰性强,测速范围较宽。

Abstract：

According to the cross-correlation principle of vehicle speed measurement,the intelligent non-contact speed measurement system in real-time based on DSP is designed,which is on the basis of the cross-correlation signal processing method.The analog circuit     

精确的互相关算法在超声波流速测量中的应用

互相关算法能够比较准确地计算出声波在流速正反2个方向上的传播时间,进而得出时间差,并根据时间差求出流体的流速。但离散的互相关函数峰值的精度取决于采样间隔的大小,间隔减小精度会相应提高,但在实际的应用中计算量也会大幅度提高。在以单片机为核心的测量仪表中,这种规模的计算通常是不会被采用的,找到一种更简便的计算方法是解决问题的关键。在离散的互相关函数峰值附近,利用抛物线算法可以得出更精确的互相关函数峰值。这种方法允许采样间隔较大,计算时间可大幅度缩短,使同一测量精度的计算时间从3.7 s缩短到0.9 s左右。     

基于去均值归一化互相关方法的 复合材料板低速冲击定位

为了实现无需先验知识的复合材料结构低速冲击定位,提出了一种基于去均值归一化互相关的冲击定位方法.采用归一化互相关方法,首先对所有冲击样本信号和待定信号进行去均值归一化,然后计算样本信号和待定信号的综合互相关值,最后确定定位参考区域,通过样本信号与待定信号间的互相关结果来评估冲击位置.实验结果表明该方法可以准确评估复合材料板低速冲击位置,其中最大误差为34.76 mm,平均误差为11.07 mm.     

提高相关测速中亚时间采样间隔精度的数学处理方法

该文首先针对相关分析技术测量速度的误差来源进行了分析 ,指出测量误差主要源于采样离散化所引入的误差 ;为了减小测量误差 ,应该对直接计算得到的离散的互相关函数进行进一步处理。利用计算机模拟了穿越两相流光束的透射信号 ,计算了两相流仿真信号的速度 ,并分别给出了未予修正以及采用插值法和最小二乘拟合对互相关函数修正的仿真结果 ;分析表明 ,最小二乘拟合是比较好的修正方法 ,该结论还可以进一步推广到PIV及DPIV测速技术中。最后利用直流电机产生的已知速度场对该文提出的修正方法进行了实验验证。     

静刀式纸浆浓度变送器流速补偿的研究

针对静刀式纸浆浓度变送器的流速补偿问题,建立了纸浆流速、纸浆动力粘度与剪应力之间的数学模型。在数学模型的基础上,提出了通过光学相关方法测量出纸浆流体的流速,再利用单片机根据纸浆流速与剪应力计算出纸浆浓度以实现流速补偿。最后,通过数学仿真验证了该方法可有效的抑制纸浆流速干扰给变送器测量精度带来的影响。