摘要：低频声波可以用来实现对空气温度的非侵入式测量。现有的基于低频声波的测温方法精度较低,如何建立有效的声学测温机制从而提高测量精度需要进一步研究。描述了一个基于低频声源和传声器的新型空气温度测量系统,通过测量空气中的声速达到测量空气温度的目的。首先根据温度、湿度、大气压和空气成分与声速的关系提出了一种通过计算空气密度来计算声速的方法。由于空气的湿度、大气压和空气成分也会影响声速,为了提高测温精度,分别从理论上分析了这3个因素对声学测温结果的影响并给出了相应的技术解决方案。为了测量声速,选择宽度为0.1 s的200～1 500 Hz线性扫频信号作为声源信号,通过对上下游两个传声器接收到的扫频信号进行互相关,计算出声波在两个传声器间的传播时间。为了提高声速测量精度,通过参照温度试验获得了不同温度下的声波传播时间并代入校准方程,使用最小二乘法估计出了等效声波路径长度和系统时延。得到这两个参数值后,系统测量出的声速更加接近同温度下的理论声速值。验证试验以K型热电偶测量的温度作为对比,在23.5℃～54.2℃的温度范围内,声学测温的相对误差在3.2%以内,标准差在0.2%以内。

摘要：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。

摘要：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.

摘要：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。

摘要：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。

摘要：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。

摘要：声学技术可用于非侵入式地测量木质颗粒的温度。为建立堆积生物质的声学测温模型,有必要对堆积生物质的声学特性进行研究。木质颗粒被视作刚性框架多孔介质,选择Johnson-Champoux-Allard(JCA)模型和Pàde近似模型作为木质颗粒的声学模型,利用阻抗管法测量木质颗粒(厚度100 mm)在频率范围为200~1500 Hz的声波垂直入射时的声表面特性阻抗和吸声系数,使用Nelder-Mead算法和遗传算法对声表面特性阻抗和吸声系数的代价函数进行优化计算,确定模型中的物理参数。基于所建立的声学模型计算木质颗粒在不同频率和不同温度下的声速。结果表明,声波在木质颗粒之间的孔隙中的传播存在频散现象,室温23℃时,木质颗粒中的声速处于200~220 m/s范围内,此后随温度的增加,速度的变化梯度只有空气中声速随温度变化的一半,与已有研究的实验结果保持一致,验证了使用多孔介质声学理论建立堆积生物质测温模型的可行性。