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密相气力输送颗粒静电波动信号多尺度分析

工程热物理学报 2011年第2期32卷 239-242页

作者：许传龙王式民东南大学热能工程研究所江苏南京210096

在加压密相气力输送实验装置上获得了不同操作条件下煤粉颗粒静电波动信号,并用Hilbert-Huang变换、功率谱进行分析。结果表明:随着表观速度的增加,静电波动信号主峰值的频率增大;静电波动信号希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang)揭示了气... 详细信息

在加压密相气力输送实验装置上获得了不同操作条件下煤粉颗粒静电波动信号,并用Hilbert-Huang变换、功率谱进行分析。结果表明:随着表观速度的增加,静电波动信号主峰值的频率增大;静电波动信号希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang)揭示了气固两相流静电信号的非线性和非平稳特征,随气固两相流颗粒相浓度降低和颗粒及表观速度增加,静电波动信号特征尺度由高尺度(低频)向低尺度(高频)转移。多尺度分析有助于认识气固两相流动形态及其转变规律。

关键词：颗粒静电静电传感器气-固两相流 Hilbert—Huang变换

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基于RQPSO的颗粒粒径分布反演算法

中南大学学报（自然科学版） 2016年第11期47卷 3922-3928页

作者：张彪李舒许传龙王式民东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室江苏南京210096 南京市计量监督检测院科技发展部江苏南京210037

针对标准量子微粒群算法(BQPSO),提出改进量子微粒群算法(IQPSO)和含正则化项的改进量子微粒群算法(RQPSO),并将它们引入到粒径分布的反演中,利用光全散射法在独立模式下,通过测量可见光波段内不同波长下的光谱消光值反演几种粒径分布,... 详细信息

针对标准量子微粒群算法(BQPSO),提出改进量子微粒群算法(IQPSO)和含正则化项的改进量子微粒群算法(RQPSO),并将它们引入到粒径分布的反演中,利用光全散射法在独立模式下,通过测量可见光波段内不同波长下的光谱消光值反演几种粒径分布,其中正问题利用反常衍射近似(ADA)计算得到估计值,测量值则通过Mie理论计算得到。研究结果表明:与BQPSO相比,IQPSO在计算效率和稳定性上得到很大提升;在粒径分布的反演中,RQPSO提高IQPSO的维数极限,并具有更高的反演精度、稳定性和抗噪性,为粒径分布的反演提供一种新的方法。

关键词：粒径分布量子微利群算法正则化光全散射法独立模式

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阵列式静电传感器灵敏场分布特性

中国电机工程学报 2010年第5期30卷 76-82页

作者：高鹤明许传龙王式民东南大学能源与环境学院江苏省南京市210096

粉体的气体输送过程中,颗粒的荷电包含了粉体速度、浓度及颗粒尺寸等大量信息,阵列式静电传感器是获取这些信息的重要手段,但由于静电传感器灵敏场的非均匀性,流型变化会给测量造成较大的误差。该文基于点电荷思想建立了阵列式静电传感... 详细信息

粉体的气体输送过程中,颗粒的荷电包含了粉体速度、浓度及颗粒尺寸等大量信息,阵列式静电传感器是获取这些信息的重要手段,但由于静电传感器灵敏场的非均匀性,流型变化会给测量造成较大的误差。该文基于点电荷思想建立了阵列式静电传感器的三维静电场数学模型,并应用有限元法系统地分析了阵列式静电传感器的结构参数(包括电极的长宽尺寸、屏蔽罩的长度和半径,绝缘管道的厚度等)对传感器灵敏场分布特性的影响。最后结合理论分析和实验,证实了模拟结果的准确性,从而为实现阵列式静电传感器的优化设计提供了理论依据。

关键词：电荷感应层析成像静电传感器阵列粒子带电有限元法气-固两相流

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基于彩虹技术的吸收性液滴多参数测量方法

中国电机工程学报 2012年第2期32卷 110-116页

作者：宋飞虎许传龙王式民东南大学能源与环境学院江苏省南京市210096

目前彩虹测量技术广泛地应用于液体参数的测量,然而针对吸收性液滴彩虹测量技术的研究较少。该文基于几何光学理论、Mie理论和Bouguer定律,提出一种同时测量液滴粒径、折射率和吸收率的多参数测量方法。利用电荷藕合器件图像传感器(char... 详细信息

目前彩虹测量技术广泛地应用于液体参数的测量,然而针对吸收性液滴彩虹测量技术的研究较少。该文基于几何光学理论、Mie理论和Bouguer定律,提出一种同时测量液滴粒径、折射率和吸收率的多参数测量方法。利用电荷藕合器件图像传感器(charge-coupled device,CCD)相机拍摄液滴的彩虹信号,通过彩虹信号的Ripple结构频率、主峰峰值位置和强度,实现多参数测量。为避免自由下落液滴形成长短轴比随机的椭球而带来的测量误差,以毛细管出口的稳定液柱为测量对象进行实验研究。结果表明:若Ripple结构淹没在噪声之中,则无法准确获得频率,粒径的测量会产生较大误差;在Ripple结构信噪比较高的前提下,该方法具有较小的测量误差。红墨水溶液的吸收率与其浓度成线性关系,吸收率的测量下限可以达到10-5。

关键词：彩虹技术 Mie理论 Bougure理论吸收性液滴

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煤质硫含量紫外差分吸收测量方法研究

光学学报 2012年第1期32卷 284-291页

作者：宋飞虎许传龙王式民东南大学能源与环境学院江苏南京210096

快速准确地测定煤质硫含量,可为企业、环境监督部门提供重要的技术依据。国内外已有多种煤质硫含量分析仪器,但或多或少存在令操作人员不满意的地方。提出一种基于紫外(UV)差分吸收光谱(DOAS)的煤质硫含量测量方法。针对分子数分数测量... 详细信息

快速准确地测定煤质硫含量,可为企业、环境监督部门提供重要的技术依据。国内外已有多种煤质硫含量分析仪器,但或多或少存在令操作人员不满意的地方。提出一种基于紫外(UV)差分吸收光谱(DOAS)的煤质硫含量测量方法。针对分子数分数测量范围宽、光程短等问题,在传统算法的基础上,提出基于有限脉冲响应(FIR)滤波和四阶多项式非线性补偿的改进DOAS算法。搭建了实验测量系统,对5种标准煤样进行了实验研究。结果表明,测量系统的下限为0.014%,能够去除烟尘和背景气体的影响,降低系统的维护量,单次测量时间在4min左右,测量系统的重复性满足国家标准的要求。

关键词：光谱学煤硫含量测硫仪差分吸收光谱术有限脉冲响应滤波

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基于单检测通道的电容层析成像系统

仪器仪表学报 2010年第1期31卷 132-136页

作者：杨道业许传龙周宾王式民南京工业大学自动化与电气工程学院南京210009 东南大学能源与环境学院南京210096

提出了改进的交流法微弱电容检测电路,对相敏解调器的输入正弦信号作带通滤波处理,以提高检测精度和稳定性。为了简化数据采集系统,提出了单检测通道的电容层析成像硬件架构,设计了适用于单检测通道电容层析成像的12电极T型电极开关阵列... 详细信息

提出了改进的交流法微弱电容检测电路,对相敏解调器的输入正弦信号作带通滤波处理,以提高检测精度和稳定性。为了简化数据采集系统,提出了单检测通道的电容层析成像硬件架构,设计了适用于单检测通道电容层析成像的12电极T型电极开关阵列,并可以升级为16电极系统。为了克服单通道检测速度低的缺陷,改进检测电路以缩短C/V转换时间。将单检测通道电容层析成像系统应用于煤粉气力输送的过程检测中。重建图像显示,在输送固相体积浓度由0.15增加到0.4的过程中,水平管道气固两相流的流型由层流变为均相流,稳定后又恢复到层流状态。

关键词：电容层析成像单检测通道气力输送微电容检测

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气力输送电容层析成像在线标定方法

中国电机工程学报 2010年第14期30卷 31-35页

作者：杨道业周宾许传龙王式民南京工业大学自动化与电气工程学院江苏省南京市211816 东南大学能源与环境学院江苏省南京市210096

电容层析成像技术是一种有效的气力输送过程监测手段。由于物料种类变化或物性变化引起的两相流混合介电常数变化,会导致测量结果的误差,需要对新流动介质重新标定。标定过程中,一般要将电容层析成像传感器拆下,置于空管和满管2种状态... 详细信息

电容层析成像技术是一种有效的气力输送过程监测手段。由于物料种类变化或物性变化引起的两相流混合介电常数变化,会导致测量结果的误差,需要对新流动介质重新标定。标定过程中,一般要将电容层析成像传感器拆下,置于空管和满管2种状态下标定,获得空满管电容。该文提出一种气力输送电容层析成像在线标定方式。建立电容传感器模型,并通过有限元仿真的方式分析了电容模型的误差。通过对被测物料的采样,获得物料的介电常数,根据预先标定好的电容-介电常数关系计算出当前介电常数下的传感器的满管电容值。该方法无需拆卸传感器,不干扰气力输送过程。

关键词：在线标定电容层析成像:气力输送电容模型有限元法

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基于德拜理论的液柱参数彩虹反演算法研究

光学学报 2011年第12期31卷 121-131页

作者：宋飞虎许传龙王式民东南大学热能工程研究所江苏南京210096

彩虹技术是一种可同时测量液柱折射率和粒径的实时、非接触方法。建立了定量描述彩虹信号的低频分量与德拜理论(p=2)模拟信号重合程度的目标函数,在此基础上提出一种基于德拜理论(p=2)的液柱参数彩虹技术反演算法。反演算法以经验公式... 详细信息

彩虹技术是一种可同时测量液柱折射率和粒径的实时、非接触方法。建立了定量描述彩虹信号的低频分量与德拜理论(p=2)模拟信号重合程度的目标函数,在此基础上提出一种基于德拜理论(p=2)的液柱参数彩虹技术反演算法。反演算法以经验公式的计算值为初始值,根据目标函数不断寻优获得优化结果,并通过米氏散射理论进一步优化得到反演结果。在折射率变化范围为1.32～1.56、半径变化范围为50～500μm时,进行数值模拟和实验研究。结果表明,半径的相对误差在8%以内,折射率误差绝对值小于5×10-4,半径的测量下限为60μm。

关键词：测量彩虹测粒技术折射率半径德拜理论

静电传感器矩阵颗粒局部平均速度空间滤波测量方法

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化工学报 2011年第12期62卷 3337-3344页

作者：李健许传龙王式民东南大学热能工程研究所江苏南京210096

在圆环状线性静电传感器阵列空间滤波法颗粒速度测量的基础上,提出一种基于圆弧状静电传感器矩阵的气固两相流颗粒局部平均速度测量方法。应用有限元法分析了每一线性电极阵列的敏感空间范围,并从理论上推导了矩阵空间滤波器输出信号的... 详细信息

在圆环状线性静电传感器阵列空间滤波法颗粒速度测量的基础上,提出一种基于圆弧状静电传感器矩阵的气固两相流颗粒局部平均速度测量方法。应用有限元法分析了每一线性电极阵列的敏感空间范围,并从理论上推导了矩阵空间滤波器输出信号的频谱特性与颗粒速度之间的关系。开发了基于圆弧状静电传感器矩阵空间滤波器的颗粒局部平均速度测量系统,并在重力输送颗粒流装置上进行了性能测试实验。实验结果表明:测量系统的重复性优于11%。

关键词：颗粒局部平均速度静电传感器矩阵气固两相流空间滤波法