电容耦合非接触电导检测技术在两相流检测中的应用研究

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1、致谢致谢本论文是在我的导师冀海峰副教授和同课题组黄志尧教授、王保良副教授的悉心指导下完成的。论文从选题、实验研究到最后的成稿，都得到了三位老师的热情鼓励和耐心指导，凝聚了三位老师的许多心血。首先要感谢我的导师冀海峰副教授，能成为冀老师的学生是我的荣幸。导师渊博的学识、精深的学术修养和耐性随和的性格都给我留下了深刻的印象，这将使我受益终身。两年多来，导师对我的亲切关怀和精心指导，使我在科研和动手能力方面有了长足的进步。在此谨向我的导师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。感谢黄志尧教授对我学习上的悉心指导。黄老师扎实的理论基础、严谨的治学态度、敏锐的科学洞察力和实事求是的学术作风，给我留下了深刻的印象。特

2、别要感谢王保良副教授。我的课题是在王老师的悉心指导下完成的，他踏实勤勉的工作科研作风、深厚的硬件功底和丰富的实践经验，让我深深折服。在整个课题设计期间，王老师倾注了大量的精力，在我遇到困难时一直给予指导和启发，使课题得以顺利完成。他的耐心讲解和悉心指导使我在潜移默化中养成了良好的硬件设计习惯，使我获益匪浅。衷心感谢我所在的温馨的实验室。感谢课题组李霞、刘亦安、孟振振、姜娓娓、苏瑞东、贺贞贞、王磊、周鑫淼、龙军、张立伟、徐晓辉、夏宇庆等师兄师姐的支持和帮助，还有黄刚、张伟波、胡源渊、孙兆兵、许文博、汤爱中、傅狮、高学敏、周颖、徐升继、姚亚、龚和、姜北、毛德健、柴马竞、李忠柱、常亚等在课题完成过程

3、中给予的帮助，衷心大家学业有成、事业有成、生活幸福．最后，感谢父母对我二十多年来的养育之恩和无私的关怀，他们在我求学的道路上倾注了大量的心血，在此向他们表达我最崇高的谢意，祝他们身体健康。感谢每一位关心和支持我的同学和朋友，你们的陪伴让我的生活充满希望和快乐．祝愿大家平安、健康．傅三富--0一二年一月于求是园摘要摘要小管道两相流参数检测和电阻层析成像(ERT)技术是当前多相流研究领域的两个热点，有着重要的学术研究意义和工程应用价值。电导检测方法是一种重要的两相流参数检测方法，然而传统的接触式电导检测方法易产生电极腐蚀和极化等问题。本文采用电容耦合非接触电导检测(C4D)技术，基于串联谐振原理，

4、对基于串联谐振C4D的小管道两相流参数检测系统和基于串联谐振的电容耦合式非接触ERT系统进行了研究。本文的主要工作和创新点如下：(1)针对利用石英晶体串联谐振消除耦合电容的C4D技术，提出了一种适用于该技术的信号产生方法，降低了系统的复杂性，解决了该技术在工程应用中存在的一个重要问题。通过实验验证了该方法的有效性。(2)采用上述方法，构建了基于串联谐振C4D的小管道两相流参数检测系统．以气液两相流为测量对象，在内径为3mm的管道上进行了实验，获得了四种典型流型的电导率信号并提取了时域和频域的多个特征．实验结果表明，本系统测得的不同流型下的信号，其特征存在明显差异，能够有效地反映出气液两相流流型

5、的变化特性。(3)提出了基于石英晶体串联谐振的电容耦合式非接触ERT的电阻测量方法，设计了系统样机，并提出了串行和并行两种检测模式．完成了硬件的设计，制作与调试以及软件的编写与调试，并对测量误差、实时性等进行了测试和分析．在两种检测模式下，进行了静态模拟实验．结果表明，系统可获得两相流电导率分布的图像．关键词：C4D，串联谐振，两相流参数检测，小管道，电阻层析成像IIIAbstractTheconductivitydetectionmethodiswidelyusedinthemeasurememoftwo-phaseflowparameters，whichisofgreatimportanc

6、eforacademicmsearchandengineeringapplications．However,theconventionalcontactconductivitydetectionmetllodwouldcauseelectrodecorrosionandelectrodepolarization．Capacitivelycoupledcontactlessconductivitydetection(C4D)techniqueisanon-contactconductivitydetectionmethodwhichcansolvetheseproblemseffectively

7、．Inthisthesis．basedonseriesresonanceC4Dtechnique，amini-pipetwo—phaseflowmeasurementsystemandacapacitivelycouplednon—contactERTsystemarestudied·MainworksandinnovativepointsarelistedaSfollows：I．Asignalg