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螺旋极片ECT传感器灵敏场分析

传感技术学报 2010年第4期23卷 475-479页

作者：宋飞虎周宾许传龙王式民东南大学能源与环境学院南京210096

电容层析成像系统(ECT)中,灵敏场分布作为反演计算的先验数据,对测量结果影响相当大,均匀的灵敏场能有效地提高浓度测量的准确性。直极片ECT传感器灵敏场不均匀程度较明显,靠近极片处介质对相应的极片对电容的贡献份额较大,而在靠近管... 详细信息

电容层析成像系统(ECT)中,灵敏场分布作为反演计算的先验数据,对测量结果影响相当大,均匀的灵敏场能有效地提高浓度测量的准确性。直极片ECT传感器灵敏场不均匀程度较明显,靠近极片处介质对相应的极片对电容的贡献份额较大,而在靠近管道中心位置,对各极片对的贡献份额均较小。因此在实际测量中,对管道中心浓相分布和近管壁处环状稀相分布较难以区分。针对其在实际浓度测量中存在较大误差这一弱点,本文使用电磁场仿真软件Ansoft对螺旋极片ECT传感器进行三维有限元仿真研究。结果表明:螺旋极片ECT传感器这一理论模型,具有更为均匀的灵敏场。这一结论对提高ECT传感器的测量质量具有重大意义。

关键词：电容层析成像螺旋极片灵敏场均匀程度三维有限元仿真

基于非接触式静电传感阵列的二维流化床气泡参数测量

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热科学与技术 2023年第2期22卷 141-148页

作者：高行龙房新曹巍羊琛李健许传龙梅振锋国家能源集团江苏电力有限公司江苏南京210036 国家能源集团宿迁发电有限公司河南宿迁223800 东南大学能源与环境学院江苏南京210096 西安热工研究院有限公司陕西西安710054

实现流化床内气泡参数实时在线测量与表征,对深入了解流化床内气固流动特性以及反应过程调控具有重要意义。提出一种非接触静电传感阵列的气泡参数测量方法,通过静电传感器结合互相关法测量气泡上升速度,进一步利用气泡流经传感器的时间... 详细信息

实现流化床内气泡参数实时在线测量与表征,对深入了解流化床内气固流动特性以及反应过程调控具有重要意义。提出一种非接触静电传感阵列的气泡参数测量方法,通过静电传感器结合互相关法测量气泡上升速度,进一步利用气泡流经传感器的时间差,可获得气泡直径。开发了非接触式多路检测系统,并在二维流化床上开展了气泡特性实验研究。结果表明:静电传感器阵列结合互相关技术可实现在流化床内气泡上升速度、直径的同时测量;不同工况下,二维流化床中气泡的流动特性基本满足Davidson半经验公式,气泡的上升速度与流化风速及气泡直径的平方根成线性关系。非接触静电传感阵列对气泡流动不产生干扰,在表征流化床内部气泡流动特性方面具有重要的工程应用价值。

关键词：流化床静电传感器阵列互相关法气泡速度气泡直径

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基于CCD的粉尘质量浓度光散射测量系统

中南大学学报（自然科学版） 2016年第1期47卷 290-297页

作者：张宸瑜李舒许传龙王式民能源热转换及其过程测控教育部重点实验室东南大学能源与环境学院江苏南京210096 南京市计量监督检测院科技发展部江苏南京210037

针对散射积分法测量粉尘颗粒质量浓度时,测量系统并不能满足角度积分上限为π和角度下限为0的固有缺陷,基于Mie理论数值计算散射光强的角分布,进而对质量浓度测量误差进行分析。利用电荷耦合元件（charge-coupled device,CCD）的高灵敏... 详细信息

针对散射积分法测量粉尘颗粒质量浓度时,测量系统并不能满足角度积分上限为π和角度下限为0的固有缺陷,基于Mie理论数值计算散射光强的角分布,进而对质量浓度测量误差进行分析。利用电荷耦合元件（charge-coupled device,CCD）的高灵敏度、低噪声、线性度好等优点,研究并搭建一种基于CCD的光散射颗粒质量浓度测量系统,并通过已知孔径的小孔对CCD测量系统的角度分辨率和放大率进行校正,测试CCD的灵敏度及线性度。最后,利用已知粒径和质量浓度的样品对测量系统的准确性进行试验研究。研究结果表明：当散射角积分为0.03°-5°时,可满足质量浓度测量需要,测量相对误差小于15%。

关键词：粉尘质量浓度 CCD 散射积分法光散射

基于预识别技术及SART算法的单光场相机三维流场重建

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工程热物理学报 2020年第6期41卷 1445-1451页

作者：朱效宇张彪李健许传龙能源热转换及其过程测控教育部重点实验室(东南大学) 南京210096

提出了一种基于预识别及联合代数重建技术(SART)的单光场相机三维流场重建方法。首先结合光场图像,采用光线追迹的预识别技术预先筛选出控制体中包含示踪粒子的离散体素,实现对权矩阵结构的优化,然后利用插值法准确计算出测量体体素与... 详细信息

提出了一种基于预识别及联合代数重建技术(SART)的单光场相机三维流场重建方法。首先结合光场图像,采用光线追迹的预识别技术预先筛选出控制体中包含示踪粒子的离散体素,实现对权矩阵结构的优化,然后利用插值法准确计算出测量体体素与图像像素之间的权函数。最终采用SART实现对示踪粒子三维空间位置的重构。单颗粒的重建结果表明:重建颗粒的中心位置准确,且其沿深度方向的拉伸程度较经典算法(MART)的结果明显减弱。此外,该算法在提高了重建效率的同时也降低了对权矩阵存储空间的需求。

关键词：光场PIV 层析重建权矩阵预识别 SART

DOAS方法在线测量污染气体浓度的温度与非线性补偿

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仪器仪表学报 2009年第7期30卷 1518-1523页

作者：邵理堂王式民汤光华许传龙淮海工学院理学院连云港222005 东南大学能源与环境学院南京210096

差分吸收光谱法(DOAS)应用于固定污染源烟气排放监测时,烟气温度及气体的非线性吸收对准确测量气体浓度影响较大,必须对温度及非线性吸收的影响进行修正。文中分别提出了新的温度补偿及新的非线性补偿方法,即将不同温度下气体的分子数... 详细信息

差分吸收光谱法(DOAS)应用于固定污染源烟气排放监测时,烟气温度及气体的非线性吸收对准确测量气体浓度影响较大,必须对温度及非线性吸收的影响进行修正。文中分别提出了新的温度补偿及新的非线性补偿方法,即将不同温度下气体的分子数密度与20℃下气体的分子数密度之比与温度的对应关系拟合出温度补偿函数,将气体实际浓度所对应的分子数密度与反演结果所对应的分子数密度之比与反演结果之间的对应关系拟合成非线性补偿函数,利用这两个补偿函数对浓度反演结果进行补偿。对14914mg/m^3的SO_2气体在70～170℃温度范围内的实验研究结果表明,新的温度补偿及非线性补偿函数能很好的补偿温度及非线性的影响,具有较高的气体浓度反演精度。

关键词：差分吸收光谱温度影响温度补偿非线性吸收非线性补偿

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阵列式静电-电容传感器灵敏度特性研究

仪器仪表学报 2016年第9期37卷 2122-2132页

作者：王胜南许传龙李健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南京210096

结合静电和电容传感技术各自的特点,提出了阵列式静电-电容传感器用于气固两相流中固相颗粒的局部速度、局部浓度以及局部流量测量。利用静电极片阵列与电容极片阵列获取管道内颗粒的速度分布与浓度分布,进而计算出颗粒的局部流量。该... 详细信息

结合静电和电容传感技术各自的特点,提出了阵列式静电-电容传感器用于气固两相流中固相颗粒的局部速度、局部浓度以及局部流量测量。利用静电极片阵列与电容极片阵列获取管道内颗粒的速度分布与浓度分布,进而计算出颗粒的局部流量。该阵列式传感器参数测量的准确性直接取决于它的空间灵敏度分布特性。对静电极片阵列和电容极片阵列的灵敏度特性进行了研究。首先,建立了静电极片阵列的三维静电场模型,通过有限元法分析静电极片阵列的结构参数(电极长度、电极覆盖角等)对传感器灵敏度特性的影响;然后根据电磁场理论建立电容极片阵列的数学模型,并对其进行数值计算,研究管道厚度、管道介电常数、电极覆盖角等参数对传感器灵敏度特性的影响;最后搭建了传动带装置进行了实验研究,实验结果证实了模拟结果的准确性,为阵列式静电-电容传感器的优化设计提供理论依据。

关键词：阵列式静电-电容传感器局部速度局部浓度局部流量空间灵敏度

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管道厚度对电容层析成像的影响

仪器仪表学报 2008年第7期29卷 1392-1397页

作者：杨道业周宾许传龙汤光华王式民东南大学能源与环境学院南京210096

为了分析管道厚度对电容传感器的作用,定义了径极比(传感器管道内径与外径之比)的概念。通过ANSYS和MATLAB相结合的数值计算方式,探讨了8电极ECT传感器在不同径极比下的电容绝对值、电容变化值、电容变化率以及灵敏场的变化规律。随着... 详细信息

为了分析管道厚度对电容传感器的作用,定义了径极比(传感器管道内径与外径之比)的概念。通过ANSYS和MATLAB相结合的数值计算方式,探讨了8电极ECT传感器在不同径极比下的电容绝对值、电容变化值、电容变化率以及灵敏场的变化规律。随着径极比的增加,传感器电容对管内介质的灵敏度增加,且4种组合形式电极对的电容受管道厚度的影响程度有很大差异。仅采用LBP算法分别在不同径极比下重建层流、核心流和环状流图像。计算发现,高径极比下重建图像误差小,而在低径极比下层流的重建图像精度高于核心流和环状流。

关键词：管道厚度径极比传感器电容层析成像

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厚管壁电容层析成像图像重建算法

东南大学学报（自然科学版） 2007年第3期37卷 451-456页

作者：杨道业周宾许传龙贡志林王式民东南大学洁净煤发电及燃烧技术教育部重点实验室南京210096 江苏省特种设备安全监督检验研究院镇江212009

探讨了适合厚管壁条件下的电容层析成像图像重建算法.针对厚管壁管道内几种不同流型,分别采用LBP算法、Landweber迭代算法和BP神经网络对8电极电容传感器进行成像重建计算.结果表明:在厚管壁情况下,LBP算法重建的图像质量很差;Landwebe... 详细信息

探讨了适合厚管壁条件下的电容层析成像图像重建算法.针对厚管壁管道内几种不同流型,分别采用LBP算法、Landweber迭代算法和BP神经网络对8电极电容传感器进行成像重建计算.结果表明:在厚管壁情况下,LBP算法重建的图像质量很差;Landweber迭代算法在层流下的重建效果好于核心流和环状流;而BP神经网络算法可以有效重建管道内的介质分布,但对于没有训练到的任意流型,其重建效果不够理想.

关键词：层析成像厚管壁电容传感器图像重建 BP神经网络

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差分吸收光谱法在线测量烟气浓度实验研究

仪器仪表学报 2008年第2期29卷 244-249页

作者：汤光华许传龙邵礼堂王式民东南大学能源与环境学院南京210096

本文将大气痕量气体浓度监测的DOAS技术应用于烟气浓度测量,在此基础上提出了基于DOAS思想的烟气浓度反演算法。采用将粉尘和气体分离的方法,首次在DOAS法测量气体浓度实验中加入了粉尘颗粒,对此方法的理论依据进行了简单的推导。实验... 详细信息

本文将大气痕量气体浓度监测的DOAS技术应用于烟气浓度测量,在此基础上提出了基于DOAS思想的烟气浓度反演算法。采用将粉尘和气体分离的方法,首次在DOAS法测量气体浓度实验中加入了粉尘颗粒,对此方法的理论依据进行了简单的推导。实验测量了常温常压下SO2和NO2气体吸收截面,并对处于流动状态烟气中的SO2和NO2气体浓度进行了反演。研究结果表明,该算法能够在短光程(0.5m)下以较快的速度(<2s)和较高的准确度同时检测出烟气中多种气体浓度。

关键词：差分吸收光谱(DOAS) 烟气浓度反演算法短光程实验研究