摘要：弹状流是一种典型的气液两相间歇流动形态,气弹特性参数的测量对于弹状流摩擦压降和截面含气率等流动参数测量具有重要意义。本文设计了基于声发射原理的气弹参数测量传感器,并对不同流动条件下的水平管弹状流噪声信号进行了测量。利用鲸鱼优化算法(WOA)变分模态分解(VMD)对噪声信号进行处理,结合原始信号从能量和熵的角度进行分析,完成了对水平管弹状流噪声信号的解耦。将噪声信号分解为高频的气固噪声、中频的气液噪声与低频的液固噪声。通过对声发射时域信号分析实现了弹状流频率与气弹长度参数的测量。利用CatBoost算法选取8个特征值构建了弹状流气弹频率和气弹长度的预测模型。实验结果表明,弹状流频率预测模型平均绝对百分比误差(MAPE)为5.12%,95.25%实验点的相对偏差都在±15%范围内,气弹长度预测模型MAPE为7.77%,90.48%实验点的相对偏差都在±15%范围内。

摘要：碳纤维复合材料具有高比强度、高比刚度、耐腐蚀和抗疲劳等优点,是大跨度结构拉索的理想型材料。本文基于电磁层析成像技术采用有限元方法对碳纤维拉索的断股和脱粘缺陷进行仿真研究,设计了一种8线圈圆周型传感器阵列,探究了传感器尺寸、激励电流大小与磁感应强度的关系,根据仿真电磁信号研究了LBP算法、Tikhonov算法和Landweber算法3种重建算法对不同拉索缺陷重建图像质量的影响。结果表明,在研究范围内随着传感器线圈直径的减小和激励电流的增大,磁感应强度逐渐增大,并在线圈直径为5 mm和激励电流为1 A时达到最大值;与其他图像重建方法相比,Tikhonov算法能够更好的平衡图像重建效果和成像质量,更适用于碳纤维拉索缺陷检测图像的重建过程。此外,在传感器阵列固定的情况下将拉索缺陷旋转,分析了不同投影角度对缺陷成像效果的影响。本研究旨在为实验条件下碳纤维拉索的传感器阵列设计和缺陷检测成像提供参考依据。

摘要：本文针对传统电压源校准方法存在的问题,提出了一种基于卫星共视法的电压源远程校准方法,该方法以非实物标准传递为基础,实现将标准器置于实验室而无需传递至现场进行远程校准,可解决引入附加误差的问题,通过设计基于共视法的电压源远程校准系统,建立校准模型,根据共视原理,实现标准端和被校端电压值远程比对,完成校准。本文对远程校准方法和传统校准方法在直流0~1 V校准点校准结果进行了对比,结果显示两种方法的校准结果差距在5.2×10^(-5)V以内。本文给出了两种方法在直流1 V校准点的不确定度评定过程,并通过传递比较法对两种方法的校准结果进行了一致性评价,结果表明,远程法在1 V校准点的扩展不确定度为9.18244×10^(-5)V(k=2),且校准结果与传统法具有一致性。

摘要：蓝牙技术联盟在蓝牙5.1规范引入寻向功能,为大幅提升蓝牙定位技术的精度提供了新的解决途径,但并未对信号的角度测量算法提供统一方案。针对低功耗蓝牙在室内环境多径干扰下到达角估计困难这一问题,提出了一种面向矩形阵列的改进二维MUSIC算法,通过对矩形阵列天线阵元进行二次划分,采用前后向平滑的方法修正一维子阵的协方差矩阵,再利用接收信号矩阵的广义逆求出各个子阵协方差的关系,从而修正整个阵列接收信号的协方差矩阵。该算法在没有降低信号协方差矩阵维数的同时,恢复了信号协方差矩阵的秩,有效抑制室内多径信源引起的干扰。经过仿真实验,证明了本文算法在低快拍数、低信噪比的情况下对角度估计的精度有着较大改善。并设计了相应的硬件系统进行室内与室外的实验,结果表明在多径干扰严重的室内定位时定位精度改善更为明显,室内定位圆概率误差降低了26.75%~60.25%。仿真和现场定位实验证明了本文提出角度估计算法的有效性,该算法对其他应用领域的来波方向估计也具有重要参考意义。

摘要：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。

摘要：微小流量计量在能源计量、精准医疗等多种场合中有着广泛应用,但是目前测量微小流量的流量计普遍存在准确度低等问题。因此,文中以精准测量微小流量为目的,设计了差压式微小流量计。借助计算流体动力学(computational fluid dynamics, CFD)仿真技术,设计了流量计的基本结构。通过实流实验验证了设计方案的可行性。实验结果表明:差压式微小流量计可以实现流量范围在50~600 mL/h内的测量,线性度误差小于5%;在流量范围240~400 mL/h内的测量,线性度误差小于2%。

摘要：本文提出了新型均速管涡街流量传感器,实现差压与频率信号的双参数测量,并根据涡街信号的不同采集方式分为压电式和差压式两种类型。对两种一体化流量传感器的结构、原理以及信号采集方式进行了设计和阐述,并对其测量特性进行对比分析。结果表明,采用差压式流量传感器与经验小波变换(EWT)相结合,能将量程比由10:1拓宽至140:1。单相气最大测量误差绝对值由1.46%减小至0.49%,重复性由0.17%降至0.05%,水流量最大测量误差绝对值也实现了从1.00%下降至0.49%,重复性低于0.07%。与压电式流量传感器相比,差压式均速管涡街流量传感器在测量精度及测量范围中具有一定的应用优势,为湿蒸汽测量提供了一种新思路。

摘要：为了解基于不同净化原理的室内环境空气甲醛净化方法的净化性能以及协同净化的效果,选取常用的净化原理代表性产品(活性炭、光触媒净化产品、生物酶甲醛清除液)作为研究对象,基于环境舱进行了甲醛净化性能测试。结果表明:(1)活性炭的原料特性影响其甲醛净化能力,净化效果表现为椰壳活性炭>果壳活性炭>竹木活性炭;日常所用光源的不同对光触媒净化产品的甲醛净化效果影响不大;生物酶甲醛清除液的净化效果取决于其稀释比例。(2)3种净化方法中基于物理吸附法的活性炭的甲醛净化性能最优,基于光催化氧化法的光触媒净化产品次之,之后是基于生物酶降解法的生物酶甲醛清除液。(3)净化产品的联用均提高了甲醛去除率,但提高程度有限。活性炭分别与光触媒、生物酶联用时表现出比光触媒与生物酶联用更高的甲醛去除率。研究结果对设计和开发具有高效甲醛净化能力的新型复合材料具有一定参考价值。

摘要：为了准确测量气液两相流含气率,提出一种同轴线相位差测量方法。利用同轴线传感器,通过测量电磁波经过在同轴线内分布状况不同的气液混合介质后相位差的变化,得到混合介质的含气率。完成了同轴线测量电路及测量传感器的设计,建立了一种含气率测量模型。以气液两相做了室内静态实验,并对垂直管状态下传感器响应和实验结果进行了误差分析。结果表明:相位差输出与含气率呈线性关系;同时,在不同频率下,预测结果和实验结果的相对误差在±5%范围内,说明预测模型准确度较好。

摘要：为实现环状气液两相流界面波液膜厚度的准确测量,基于环状流界面波的理论分析和实验研究,将实时海浪模拟思想引入界面扰动波研究,建立了基于三级海浪函数的界面扰动波模型。设计了一种基于直接测量法的可调节插入深度的波状液膜厚度测量传感器。提出了基于占空比算法的时平均液膜厚度动态校准方法。对测量传感器进行测量不确定度来源分析及评定,提出了系统误差补偿算法。在双闭环可调压中压湿气实验装置上对上述测量传感器进行了实验验证,结果表明:以三级海浪为模型进行研究在任意统计时间与任意插入深度增量条件下,94.44%的实验点的相对测量不确定度在2%以内;基于直接测量法实现液膜厚度复现并使用系统误差补偿算法,提高了测量精度。