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静电传感器测量固体颗粒质量流量实验研究

北京航空航天大学学报 2019年第8期45卷 1575-1581页

作者：吴诗彤闫勇钱相臣华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206 肯特大学工程与数字艺术学院肯特CT27NT

航空发动机气路和排放尾气中固体颗粒物的监测有助于提高相关设备故障的识别和预警能力。采用3种不同形式的静电传感器测量方形管道中固体颗粒质量流量,并对其测量准确度进行了对比分析。3种静电传感器在4种输送气流速度和4种固体颗粒... 详细信息

航空发动机气路和排放尾气中固体颗粒物的监测有助于提高相关设备故障的识别和预警能力。采用3种不同形式的静电传感器测量方形管道中固体颗粒质量流量,并对其测量准确度进行了对比分析。3种静电传感器在4种输送气流速度和4种固体颗粒质量流量组合成的16种工况下测量了稀相固体颗粒的静电信号,并利用静电信号强度和固体颗粒速度进行了全工况固体颗粒质量流量标定。实验结果表明:方环形静电电极的平均测量偏差最大,侵入式条状静电电极阵列在质量流量较低时的测量偏差最小,非侵入式条状静电电极阵列在质量流量较高时的测量偏差最小。

关键词：航空发动机气固两相流质量流量测量方形截面管道静电传感器阵列

基于EMD降噪的燃烧器火焰静电信号能量熵分析

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中南大学学报（自然科学版） 2021年第1期52卷 285-293页

作者：李珊闫勇吴佳丽钱相臣华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206 肯特大学工程与数字艺术学院坎特伯雷肯特CT27NT英国

采用灵敏度高、结构简单、环境适应性强的非侵入式静电传感器阵列测量甲烷及生物质火焰的能量变化特性。基于经验模态分解的降噪方法对测量信号进行去噪处理,以获得信号的能量熵用于表征火焰中带电颗粒运动复杂度。实验中对甲烷-空气预... 详细信息

采用灵敏度高、结构简单、环境适应性强的非侵入式静电传感器阵列测量甲烷及生物质火焰的能量变化特性。基于经验模态分解的降噪方法对测量信号进行去噪处理,以获得信号的能量熵用于表征火焰中带电颗粒运动复杂度。实验中对甲烷-空气预混和扩散火焰以及甲烷助燃生物质火焰进行测量。研究结果表明:甲烷扩散火焰带电颗粒运动复杂度随燃料流量的增大而增大,相同甲烷流量下,空气流量越大预混火焰颗粒运动复杂度越高,生物质火焰中带电颗粒运动复杂度比气态甲烷火焰的高,火焰中部带电颗粒运动复杂度最高。

关键词：可再生低碳燃料火焰检测静电传感器阵列经验模态分解能量熵

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单颗粒燃料燃烧特性研究方法综述

中国电机工程学报 2021年第12期41卷 4182-4197页

作者：李珊李凤杰闫勇钱相臣华北电力大学控制与计算机工程学院北京市昌平区102206 肯特大学工程与数字艺术学院英国坎特伯雷肯特CT27NT

随着环境问题的日益突出,更加清洁高效地将煤炭及生物质燃料转化为电能和热能是当前需要攻克的难题。由于火力发电厂所用燃料颗粒小,燃烧速度较快,湍流燃烧过程复杂,因此深入地了解煤、生物质等固体燃料颗粒的燃烧特性是优化燃烧过程,... 详细信息

随着环境问题的日益突出,更加清洁高效地将煤炭及生物质燃料转化为电能和热能是当前需要攻克的难题。由于火力发电厂所用燃料颗粒小,燃烧速度较快,湍流燃烧过程复杂,因此深入地了解煤、生物质等固体燃料颗粒的燃烧特性是优化燃烧过程,提高燃料燃烧效率并降低污染物排放的重要前提。该文综述单颗粒煤和生物质等固体燃料的燃烧模型以及数值仿真研究的常用方法,并对热重分析技术、可视化技术和流化床技术等单颗粒燃烧特性实验研究方法的进展和成果进行详细论述。通过对固体燃料颗粒燃烧特性研究难点、研究方法等进行总结对比,提出现有研究方法的局限,进一步探究煤和生物质燃烧特性的研究方向和研究前景。

关键词：固体燃料燃烧特性煤生物质火力发电厂颗粒运动特性

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基于双频驱动的科里奥利流量计诊断方法研究

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2020年第4期53卷 433-440页

作者：孙立军张扬王涛连锦鹏李春辉天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072 天津市过程检测与控制重点实验室天津300072 肯特大学工程与数字艺术学院英国肯特郡坎特伯雷CT27NT

科里奥利流量计依靠振动管检测流体流动.潜在的侵蚀或腐蚀会降低管壁厚度并影响其测量性能,严重情况下甚至可能导致结构完整性问题.由于管壁厚度直接影响其刚度,因此与刚度相关的诊断参数有助于识别潜在的测量和完整性问题.在假设的单... 详细信息

科里奥利流量计依靠振动管检测流体流动.潜在的侵蚀或腐蚀会降低管壁厚度并影响其测量性能,严重情况下甚至可能导致结构完整性问题.由于管壁厚度直接影响其刚度,因此与刚度相关的诊断参数有助于识别潜在的测量和完整性问题.在假设的单自由度(SDOF)系统基础上,使用Matlab Simulink构建仿真模型,并使用双频驱动的方法计算刚度诊断参数;基于仿真结果,在数字信号处理(DSP)开发板中实现了控制回路及相关信号处理算法;使用正交解调算法并结合特殊设计的滤波器分离共振和非共振的响应信号,并实时计算振动管的刚度参数;为了设计实验,建立了振动管的有限元仿真模型,得到了刚度与力之间的关系;利用试验机对振动管施加轴向拉力和压力验证算法.实验结果表明:双频驱动的方法可以计算出振动管的刚度诊断参数,该方法可以为实际应用提供有用的诊断信息.

关键词：科里奥利流量计双频驱动流量校准系数刚度检定和诊断

用于气固两相流测量的方形静电传感器阵列建模及实验验证

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中南大学学报（自然科学版） 2018年第3期49卷 618-625页

作者：张帅闫勇钱相臣胡永辉华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206 肯特大学工程与数字艺术学院

为研究由分布式条形电极组成的方形静电传感器阵列检测机理,基于静电学基本理论及镜像电荷法建立方形静电传感器阵列的解析式感应机理数学模型;基于该模型,采用点电荷模拟带电颗粒,研究在管道内不同区域处的移动带电颗粒激励下,静电传... 详细信息

为研究由分布式条形电极组成的方形静电传感器阵列检测机理,基于静电学基本理论及镜像电荷法建立方形静电传感器阵列的解析式感应机理数学模型;基于该模型,采用点电荷模拟带电颗粒,研究在管道内不同区域处的移动带电颗粒激励下,静电传感器阵列中不同电极的感应电荷及感应电流输出特性。为验证数学模型,设计并搭建方形管道重力输送颗粒实验装置。方形静电传感器阵列包含2层分布式条形电极组,每层条形电极组中12个(3×4)条形电极均匀分布在方形管段截面的四面管壁上。控制颗粒在管道横截面不同位置下落,研究静电传感器阵列输出特性。研究结果表明:方形静电传感器阵列各电极的感应输出结果与仿真结果趋势一致,证明了数学模型的有效性。

关键词：气固两相流方形管道静电传感器数学建模镜像电荷法

火焰自由基成像和极限学习机在NOx排放预测中的研究

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系统仿真学报 2016年第5期28卷 1179-1185页

作者：李新利李楠孙愉佳卢钢闫勇刘石华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206 英国肯特大学工程与数字艺术学院

火焰自由基对深入了解燃烧机理起着重要作用。通过数字成像研究火焰自由基光谱特征,并利用该特征参数建立极限学习机(ELM,Extreme Learning Machine)模型,以试验数据与数字仿真相结合的方法实现在生物质燃烧中对NOx的排放在线预测。用... 详细信息

火焰自由基对深入了解燃烧机理起着重要作用。通过数字成像研究火焰自由基光谱特征,并利用该特征参数建立极限学习机(ELM,Extreme Learning Machine)模型,以试验数据与数字仿真相结合的方法实现在生物质燃烧中对NOx的排放在线预测。用电子倍增CCD(EMCCD)相机采集火焰中的四种自由基OH*,CN*,CH*和C_2*的数字图像,采用模糊C均值聚类法(FCM,Fuzzy C-Means)进行图像分割并提取特征值,结合燃烧火焰温度,利用极限学习机进行NOx排放预测建模。采用燃气燃烧试验炉上的试验数据验证了预测模型的有效性。

关键词：火焰自由基数字图像处理极限学习机 NOx排放预测

基于集成深度玻尔兹曼机和最小二乘支持向量回归的燃烧过程NO_x预测算法

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动力工程学报 2016年第8期36卷 615-620页

作者：李楠卢钢李新利闫勇华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206 英国肯特大学工程与数字艺术学院

通过研究燃烧过程中的火焰自由基图像与NO_x排放之间的关系,提出了集成深度玻尔兹曼机和最小二乘支持向量回归的NO_x预测算法.首先采用深度玻尔兹曼机对4类火焰自由基图像(OH*、CN*、CH*和C*_2)进行自动图像特征学习,然后用最小二乘支... 详细信息

通过研究燃烧过程中的火焰自由基图像与NO_x排放之间的关系,提出了集成深度玻尔兹曼机和最小二乘支持向量回归的NO_x预测算法.首先采用深度玻尔兹曼机对4类火焰自由基图像(OH*、CN*、CH*和C*_2)进行自动图像特征学习,然后用最小二乘支持向量回归来拟合图像特征与NO_x排放量之间的关系,进而对NO_x排放量进行预测.结果表明:NO_x排放预测值与NO_x排放参考值具有一致性;与已有的基于图像的NO_x预测算法相比,所提方法在预测精度方面具有明显的优势.

关键词：火焰自由基图像深度玻尔兹曼机最小二乘支持向量回归 NOx预测

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倒频谱分析在碰撞声发射源信号恢复中的研究

仪表技术与传感器 2020年第6期 106-109页

作者：张国强闫勇胡永辉华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206 英国肯特大学工程与数字艺术学院坎特伯雷CT27NT

为深入理解声发射法颗粒粒径在线测量的机理,有必要对颗粒碰撞过程中产生的声发射源信号进行恢复。利用倒频谱分析,将时域内的卷积信号转变为倒频谱域内的线性叠加信号,并通过加窗滤波消除传播路径等系统因素的影响,实现源信号的恢复。... 详细信息

为深入理解声发射法颗粒粒径在线测量的机理,有必要对颗粒碰撞过程中产生的声发射源信号进行恢复。利用倒频谱分析,将时域内的卷积信号转变为倒频谱域内的线性叠加信号,并通过加窗滤波消除传播路径等系统因素的影响,实现源信号的恢复。采用0.6 mm、0.8 mm和1.0 mm的玻璃珠在3种不同速度下撞击波导杆,并对碰撞声发射信号进行源信号恢复。实验结果表明,恢复源信号可以视为理论源信号的近似估计。同时,在不同颗粒粒径与颗粒速度下,颗粒粒径增大,恢复源信号的幅值与持续时间均增加,颗粒速度增大,恢复源信号的幅值也增加,但持续时间会减小,这与颗粒碰撞理论的分析结果相一致。

关键词：声发射倒频谱分析颗粒碰撞源信号恢复

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颗粒密度对声发射法粒径测量的影响

仪表技术与传感器 2020年第4期 98-101页

作者：张国强闫勇胡永辉郑格华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206 英国肯特大学工程与数字艺术学院坎特伯雷CT27NT

基于单颗粒碰撞声发射信号的粒径测量研究是实现声发射法粒径在线测量的基础,有助于进一步理解声发射粒径测量的机理。设计并搭建了单颗粒碰撞实验装置,分别采用0.4 mm、0.6 mm和0.8 mm的玻璃珠和钢珠撞击波导杆,分析不同密度颗粒碰撞... 详细信息

基于单颗粒碰撞声发射信号的粒径测量研究是实现声发射法粒径在线测量的基础,有助于进一步理解声发射粒径测量的机理。设计并搭建了单颗粒碰撞实验装置,分别采用0.4 mm、0.6 mm和0.8 mm的玻璃珠和钢珠撞击波导杆,分析不同密度颗粒碰撞产生的声发射信号特征。分析结果表明,颗粒密度增大,相同颗粒粒径和碰撞速度下产生的声发射信号的幅值与持续时间也增加。同时,根据非弹性碰撞理论,建立颗粒粒径的反演模型,并比较了不同密度颗粒的粒径测量结果。实验结果表明,颗粒密度对声发射法粒径测量结果的影响较小,大部分测量结果的平均相对误差在8%以内。

关键词：声发射粒径测量单颗粒非弹性碰撞颗粒密度