新型ECT传感器在燃烧检测中的应用研究

电容层析成像(ECT)是一项基于电容敏感原理的过程成像技术,是极具应用前景的多相流检测技术之一.本文提出了一种新型ECT传感器,该型传感器具有采集信号强、噪音小、结构稳定、有利于高温环境参数检测等优点.本文将该型传感器应用于多孔介质内火焰分布的检测,分析比较了不同燃气/空气流量、不同孔密度分布对燃烧特性的影响,验证了多孔介质内燃烧的优越性,同时证明了该型传感器应用于高温环境的参数检测是完全可行的.     

密度分布形式对Glauber模型计算δR的影响

描述了利用Glauber模型计算反应截面的一种方法。该方法对Glauber模型中输入的密度分布形式进行了修正，计算了丰质子同中子核素（N=3）的激发函数。对于该同中子素链，采用修正的密度分布得到的激发函数与HO分布得到的激发函数要比，在大于100MeV/u的能量区域，两者都与实验值符合很好，而在中能区（小于100MeV/u)，用修正的密度分布计算得到的激发函数与实验值之间的差距较HO分布明显减小，并保持对所有计算的核核芯密度基本相同。     

泡沫陶瓷内火焰分布的ECT可视化研究

本文运用电容层析成像(ECT)方法,以非侵入的方式,对多孔介质燃烧中的火焰分布进行可视化测量.针对高孔隙率泡沫陶瓷(8PPI)的孔隙结构特点,提出了一种"十字架形"几何结构模型,用丁泡沫型多孔介质内甲烷-空气预混燃烧的二维数值模拟.ECT成像结果与数值模拟结果吻合,显示了两个不同学科信息的融合性和互验性.     

随机分布黑碳-硅酸盐混合凝聚粒子的消光特性研究

基于分形理论,采用蒙特卡罗方法对随机分布的混合凝聚粒子的空间结构进行了仿真模拟。利用Bruggeman有效介质理论得到了占有不同体积份额黑碳的内混合凝聚粒子的等效复折射率。采用离散偶极子近似方法对随机分布混合凝聚粒子在内外混合状态下的吸收、散射和消光效率因子等消光特性参量进行了数值计算,深入探讨了混合方式、容积含量、入射波长以及基本粒子粒径和数量对混合凝聚粒子消光特性的影响规律。通过将所得数值结果与T矩阵方法的数值结果进行比较发现,两种数值方法计算的结果非常相近。结果表明,随机分布混合凝聚粒子的散射效率因子对混合方式非常敏感,消光效率因子对混合方式较敏感,而吸收效率因子对混合方式不敏感。随着凝聚粒子尺度参数的增大,混合方式对散射和消光效率因子的影响逐渐显著。内外混合方式下,随着黑碳体积比的增大随机分布混合凝聚粒子的吸收、散射和消光效率因子均近似线性增大,并且增大的幅度随着粒子尺度参数的增大而增大。     

结合计算层析与光学相干层析测量折射率分布

通过将计算层析技术与光学相干层析技术相结合,测量散射介质非均匀折射率分布。该方法测量散射样品折射率分布时,通过光学相干层析技术测量散射样品折射率分布在多个方向上的投影,采用计算层析技术实现对样品折射率分布的层析重建,克服了传统折射率光学测量方法如单纯的基于光学相干层析原理的焦点追迹法和光程匹配法,不能测量散射介质非均匀折射率分布的缺点。采用该方法在实验中对梯度折射率棒的径向相对折射率分布进行层析重建,取得了较好的实验结果。     

基于JMCT-JBURN的燃料棒径向功率分布计算

研究给出基于蒙特卡罗粒子输运软件JMCT耦合燃耗分析软件JBURN计算燃料棒径向功率分布的方法。介绍了计算模型的建立、输运及燃耗计算的相关设置以及裂变功率、俘获功率的统计方法。UO₂燃料棒径向功率分布的计算结果表明,采用JMCT-JBURN软件的结果与工程常用软件符合较好,最大偏差不超过3%,证明了计算方法和计算软件的适用性。该方法可用于工程设计。     

小尺度多孔介质燃烧室中火焰分布的电容层析成像测量

电容层析成像(ECT)是一项极具应用前景的过程成像测量技术,该技术具有非侵入、响应快、系统简单等诸多优点。本文成功地将ECT应用于小尺度多孔介质燃烧室中着火、熄火、不稳定燃烧等过程的参数分布检测,检测结果为微燃烧研究提供了重要的依据,同时验证了小尺度燃烧空间中填加多孔介质能显著提高燃烧效率及燃烧稳定性的特点。本文对火焰的介电特性进行了探讨,提出了火焰复等效介电系数模型,给出了火焰复等效介电系数与燃烧场宏观物理量之间定性关系,填补了ECT对火焰感应机理未知的空白。     

CFD和电容成像对旋风简浓缩特性的对比研究

设计了一种无排气管旋风浓缩简,运用CFD对无排气管旋风筒浓缩特性进行了计算,验证了设计参数的有效性。同时,采用ECT测量了管道截面上固体颗粒的浓度分布。两种方法所得结果具有很好的一致性.这两种方法的结合,为浓缩器的进一步深入研究提供了有效的方法。     

20keV钛离子注入植物种子深度浓度分布的模拟计算

通过创建植物种子靶材料模型和修正的LSS（纵向静态稳定性）理论，使用Monte Carlo方法，提出了一种离子注入植物种子近似计算方法，使用该方法计算了20keV钛离子分别注入花生种子和彩棉种子的深度浓度分布。同时将该计算结果，TRIM程序计算结果，高斯拟合结果分别与实验测量结果进行了比较，本工作获得的计算结果更加接近实验值，并分析讨论了计算和实验结果差异的一些原因。     

20keV钛离子注入植物种子深度浓度分布的模拟计算

通过创建植物种子靶材料模型和修正的LSS（纵向静态稳定性）理论，使用Monte Carlo方法，提出了一种离子注入植物种子近似计算方法，使用该方法计算了20keV钛离子分别注入花生种子和彩棉种子的深度浓度分布。同时将该计算结果，TRIM程序计算结果，高斯拟合结果分别与实验测量结果进行了比较，本工作获得的计算结果更加接近实验值，并分析讨论了计算和实验结果差异的一些原因。     

Potential measurement in ECT system

Potential measurement can be applied to electrical capacitance tomography (ECT) systems. However, the relationship between potential and the capacitance is not well understood. This paper reveals that a potential is dependent on the capacitance ratio for a given excitation voltage, independent of capacitance themselves. The conditions for using this method are discussed. Finally, image reconstruction based on the Generic Algorithm for Electrical Capacitance Tomography (GA-ECT) is implemented satisfactorily for square and circular sensors respectively.     

循环流化床固体分布的层析成象测量

电容层析成象是９０年代以来快速发展的多相流研究方法．本文报道应用电容层析成象对循环流化床底部浓度分布的测量研究．本研究在国际上首先实现了矩形流道中的层析成象测量技术．成象中采用了迭代成象算法,明显地提高了复杂流动情况下的成象质量．测量结果显示出循环流化床底部多种气泡和固体分布情况,表明其流态与鼓泡床相吻合．     

旋风分离器固体颗粒浓度三维电容层析成像分布

本文采用12电极电容传感器测量得到旋风分离器锥体部分的电容信号,利用线性逆反推算法得到断面固体颗粒的二维浓度分布。基于二维断面浓度分布,采用电容三维图像重建算法,得到锥体部分的三维颗粒浓度分布。图像重建结果与旋风分离器实际运行状况和数值计算结果吻合,说明电容层析成像及三维图像重建方法的准确性和可行性。     

Analysis of the effect of stray capacitance on a charge/discharge-based electrical capacitance tomography system

The measurement circuit of electrical capacitance tomography (ECT) system mainly includes CMOS switches, C/V conversion circuit and Data processing circuit. In order to improve the image reconstruction quality, conversion circuit is very necessary to the small capacitance measurement circuit. A charge/discharge measurement circuit is one of the most suitable for the C/V conversion circuit in ECT. The stray capacitance between the measurement electrodes and earth can be large and have an effect on the capacitance measurement. This paper analyzes this effect, taking into account the ON-resistance of the COMS switch, the unit gain frequency of op-amp, and gain error in the measurement circuit. Finally, it is shown that if the range of stray capacitance is 150 ± 60 pF, overall error would be estimated. Comparing the effects of the circuit parameters, this charge/discharge-based capacitance is effectively stray-immune. It is a more efficient analysis to C/V circuit in ECT and offers a great benefit to information processing.     

循环流化床多分离器返料系统颗粒分布特性实验研究

多旋风分离器及返料系统是保证循环流化床锅炉高效燃烧的关键设备,是循环流化床大型化研究的关键部件之一。本文采用电容层析成像技术结合压力测量,对多旋风分离器返料系统内部气固两相流场进行实验研究。通过六旋风分离器冷态循环流化床电容层析成像浓度分布和压力测量,揭示循环流化床多分离返料系统颗粒流动分配特性,为循环流化床锅炉大型化,特别是超临界锅炉多旋风分离器的优化布置提供科学依据,基础实验数据库和技术手段,研究内容将电容层析成像技术的应用扩展到工程设计中,对实际工程起到理论指导的作用。     

数字化提取油气润滑ECT系统电容值的方法研究

为了克服模拟器件的约束,进一步提高系统的精度和速度,本文提出了3种数字化提取ECT电容值的方法,并通过软件求解出了各种数字化提取电容值的方法电容值,最后通过4个评价指标综合选定数字正交解调作为最后数字解调的方案,结果表明：采用正交解调数字化提取电容值的方法不仅减低了系统的制作成本,而且在系统的速度和精度方面基本达到最佳的性能。     

GaN HEMT栅边缘电容用于缺陷的研究

本文对GaN HEMT栅漏电容的频率色散特性进行分析,认为栅边缘电容的色散是导致栅漏电容频率色散特性不同于圆肖特基二极管电容的主要原因. 通过对不同栅偏置条件下缺陷附加电容与频率关系的拟合,发现小栅压下的缺陷附加电容仅满足单能级缺陷模型,而强反向栅压下的缺陷附加电容同时满足单能级和连续能级缺陷模型. 实验中栅边缘电容的频率色散现象在钝化工艺后出现,其反映的缺陷很可能是钝化工艺引入,且位于源漏间栅金属未覆盖区域的表面. 最后通过低频噪声技术进一步验证栅边缘电容提取缺陷参数的可行性. 低频噪声技术获得的单能级 关键词： HEMT 边缘电容 缺陷 低频噪声