基于环状感应电极的静电测速传感器及其在大截面烟道流场诊断中的应用
发布时间：2024-04-14 22:59
在国民环保意识逐渐提高和国家相继下发多部燃煤机组烟气排放标准的大环境下,对燃煤机组中运行参数的准确测量和精细化控制提出了更高的要求。燃煤机组中SCR(选择性催化还原技术)脱硝系统,若可实现对其喷氨截面烟道烟气速度场的实时监测,对于提高SCR脱硝系统的运行效果,实现精准喷氨控制有着重要意义。本课题借助含尘烟气中的静电现象,选取互相关法中的静电传感器作为测量前端,开发静电测速系统装备,实现高温含尘烟气速度在线测量和大截面烟道烟气流场的实时监测与诊断。主要工作如下:(1)对适用于大截面烟道、高温、含尘烟气环境下,基于环状感应电极的静电测速传感器进行了结构设计研究。通过COMSOL Multiphysics仿真软件对传感器灵敏度进行研究,获得了传感器灵敏度的分布特性和结构参数变化对灵敏度的影响规律,并结合自由落体实验完成了静电传感器的优化设计。(2)在基于环状感应电极的静电测速传感器的基础上完成了测速系统的集成,包括一种由阻抗匹配和可调多级放大电路组成的调理电路和采用模块化设计理念开发了基于Lab VIEW互相关计算器。(3)采用自由落体的聚乙烯颗粒作为测量对象,确定了传感器的结构参数和互相关...
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1. 课题研究背景及意义
1.2. 国内外研究现状
1.2.1. 气固两相流速度测量方法
1.2.2. 静电测速的研究现状
1.3. 本课题研究的主要研究内容和技术路线
1.3.1. 主要研究内容
1.3.2. 技术路线
第2章 基于环状感应电极的静电测速传感器的结构设计
2.1. 静电现象与感应机理
2.1.1. 荷电机理
2.1.2. 静电量的影响因素
2.1.3. 静电传感器的感应机理
2.2. 传感器的仿真研究
2.2.1. COMSOL Multiphysics简介
2.2.2. 传感器仿真结构设计
2.2.3. 传感器灵敏度的求解
2.2.4. 传感器灵敏度分布特性
2.3. 传感器灵敏度影响因素分析
2.3.1. 整体高度H的影响
2.3.2. 绝缘层相对介电常数ε的影响
2.3.3. 电极径向位置R1的影响
2.3.4. 电极宽度We的影响
2.3.5. 屏蔽层径向位置R2的影响
2.3.6. 屏蔽层厚度Ts的影响
2.4. 传感器的结构研究
2.4.1. 静电测速传感器整体结构
2.4.2. 电极厚度Ts影响分析
2.4.3. 电极宽度We影响分析
2.4.4. 电极距离L影响分析
2.5. 本章小结
第3章 静电测速传感器的信号处理系统设计
3.1. 调理电路设计
3.1.1. 传感器的等效电路
3.1.2. 传感器输出信号分析
3.1.3. 阻抗匹配电路
3.1.4. 可调信号放大电路
3.1.5. 抗干扰设计
3.2. 信号采集
3.3. 基于LabVIEW互相关计算器设计
3.3.1. LabVIEW简介
3.3.2. 互相关计算器设计
3.4. 测速系统的影响因素
3.4.1. 采样频率影响分析
3.4.2. 计算点数影响分析
3.5. 本章小结
第4章 静电测速系统装置的技术集成
4.1. 自由落体实验
4.1.1. 自由落体实验装置
4.1.2. 滤波器的选取实验
4.1.3. 电极宽度的选取实验
4.1.4. 电极距离的选取实验
4.1.5. 采样频率的选取实验
4.1.6. 计算点数的选取实验
4.1.7. 自由落体实验下误差修正
4.1.8. 自由落体实验下系统精确度分析
4.2. 静电测速系统装置在含尘烟气中的应用研究
4.2.1. 高温含尘烟气相关速度测量试验
4.2.2. 烟气速度标定
4.2.3. 烟气速度测量试验
4.3. 本章小结
第5章 基于静电测速传感器的大截面烟道流场分布式在线监测与诊断
5.1. 分布式含尘烟气速度测量系统
5.2. 大截面烟道烟气流场监测与诊断软件
5.3. 本章小结
第6章 总结与展望
6.1. 工作总结
6.2. 工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间获得成果
本文编号：3955355
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1. 课题研究背景及意义
1.2. 国内外研究现状
1.2.1. 气固两相流速度测量方法
1.2.2. 静电测速的研究现状
1.3. 本课题研究的主要研究内容和技术路线
1.3.1. 主要研究内容
1.3.2. 技术路线
第2章 基于环状感应电极的静电测速传感器的结构设计
2.1. 静电现象与感应机理
2.1.1. 荷电机理
2.1.2. 静电量的影响因素
2.1.3. 静电传感器的感应机理
2.2. 传感器的仿真研究
2.2.1. COMSOL Multiphysics简介
2.2.2. 传感器仿真结构设计
2.2.3. 传感器灵敏度的求解
2.2.4. 传感器灵敏度分布特性
2.3. 传感器灵敏度影响因素分析
2.3.1. 整体高度H的影响
2.3.2. 绝缘层相对介电常数ε的影响
2.3.3. 电极径向位置R1的影响
2.3.4. 电极宽度We的影响
2.3.5. 屏蔽层径向位置R2的影响
2.3.6. 屏蔽层厚度Ts的影响
2.4. 传感器的结构研究
2.4.1. 静电测速传感器整体结构
2.4.2. 电极厚度Ts影响分析
2.4.3. 电极宽度We影响分析
2.4.4. 电极距离L影响分析
2.5. 本章小结
第3章 静电测速传感器的信号处理系统设计
3.1. 调理电路设计
3.1.1. 传感器的等效电路
3.1.2. 传感器输出信号分析
3.1.3. 阻抗匹配电路
3.1.4. 可调信号放大电路
3.1.5. 抗干扰设计
3.2. 信号采集
3.3. 基于LabVIEW互相关计算器设计
3.3.1. LabVIEW简介
3.3.2. 互相关计算器设计
3.4. 测速系统的影响因素
3.4.1. 采样频率影响分析
3.4.2. 计算点数影响分析
3.5. 本章小结
第4章 静电测速系统装置的技术集成
4.1. 自由落体实验
4.1.1. 自由落体实验装置
4.1.2. 滤波器的选取实验
4.1.3. 电极宽度的选取实验
4.1.4. 电极距离的选取实验
4.1.5. 采样频率的选取实验
4.1.6. 计算点数的选取实验
4.1.7. 自由落体实验下误差修正
4.1.8. 自由落体实验下系统精确度分析
4.2. 静电测速系统装置在含尘烟气中的应用研究
4.2.1. 高温含尘烟气相关速度测量试验
4.2.2. 烟气速度标定
4.2.3. 烟气速度测量试验
4.3. 本章小结
第5章 基于静电测速传感器的大截面烟道流场分布式在线监测与诊断
5.1. 分布式含尘烟气速度测量系统
5.2. 大截面烟道烟气流场监测与诊断软件
5.3. 本章小结
第6章 总结与展望
6.1. 工作总结
6.2. 工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间获得成果
本文编号：3955355
本文链接：https://www.wllwen.com/wenshubaike/qiuzhijiqiao/3955355.html
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