采用曲波变换和电容层析成像的两相流含水率测量方法

针对电容层析成像(ECT)逆问题的欠定性,提出了一种基于曲波变换的图像稀疏重构算法。首先,采用曲波变换基作为稀疏基,从多尺度对模拟介质分布图像进行稀疏表示,提高了ECT灰度值向量的稀疏度;其次,应用迭代软阈值算法对曲波系数进行稀疏重构,同时使用奇异值分解算法计算最优灵敏度广义逆矩阵;最后,搭建ECT测量平台,通过静态实验重构5种典型实际流型,验证所提算法的有效性。实验结果表明:所提算法可有效抑制伪影,重构图像边界清晰,同时在图像相关系数、相对图像误差上均优于传统重构算法,比Landweber迭代算法相关系数提高约37.9%,相对误差减小约17.6%;基于稀疏重构的后处理图像可用于截面含水率的测量,含水率平均误差低于10%,最低为4.32%。该方法有效提高了ECT重构图像质量,能够满足天然气精准开采的工业需求。

嵌入式电容层析成像系统的成像加速方法研究

为了提高嵌入式系统设计中电容层析成像(ECT)的图像重构速度,研究了一种针对进阶精简指令集机器加上现场可编程门阵列(ARM+FPGA)硬件架构的图像重构算法加速技术。针对广泛应用且鲁棒的Landweber迭代算法(ILA),首先分析算法结构,然后基于FPGA的流水线特点,改进ILA涉及的循环结构,从而达到加速的效果。同时,针对ARM+FPGA架构的特点,讨论了ARM核与FPGA核各自的任务分配方式,进一步优化了算法速度。为了验证算法的有效性,分别在使用MATLAB编程和使用提出的加速方法搭建的ZYNQ平台进行了图像重构实验,从图像重构耗时、图像相对误差和图像相关系数3个指标论证提出方法的有效性。实验结果显示,使用搭建的ZYNQ平台进行Landweber算法成像时,每个图像的运行时间比使用MATLAB编程的运行时间减少了30%~40%。该研究在保持重构精度的同时有效提升了迭代算法的速度,对于ECT系统的硬件加速具有一定适用性。

几种基于高电压技术的燃煤热电厂烟气处理方法

介绍了燃煤热电厂烟气处理的几种新技术———电子束脱硫、脉冲电晕等离子法脱硫、脉冲静电除尘和荷电干法脱硫技术 ,这些烟气处理技术都以高电压技术为基础 ;分析了这几种处理技术的作用原理、特点和发展现状 ,并展望了其应用前景。

基于小波分析的智能电能表动态测试信号模型与误差分析

针对电能表动态误差测试问题,文章采用小波分析对采集到的加热炉负载等三种实际工况信号进行了分解,提取了时域及时频域的特征,从幅值和频率两个维度总结提取了包括幅值变化、低频稳态、高频稳态、高频暂态在内的四类测试信号,能够全面表征多种动态信号的特性,并且采用薄板样条插值建立了包络信号,幅值上升、下降、中断、谐波、间谐波、冲击的七种单一测试信号模型,在搭建好的动态信号测试平台上实验并分析了单一测试信号的参数对误差的影响,结果表明幅值变化和包络、间谐波对电能表计量误差影响较大。通过单一测试信号的参数调整以及多种信号的复合进一步建立了复合测试信号模型,可逼近现实工况信号,遍历各种工作模态,对采集到的激光切割机负荷进行误差预测与补偿,模型预测误差的结果验证了复合测试信号模型的正确性,可为电能表动态误差研究提供依据。

电容式气固两相流浓度测量系统

本文介绍一种电容式气固两相流浓度测量系统,给出了具体的测量电极和测量电路。并采用所设计的电容式浓度测量系统在自行搭建的气力输粉系统上以面粉为媒质、在水平管道上对稀相气固两相流浓度进行了在线测量,获得了5×10-5%体积百分比的面粉浓度分辨率。应用该系统对锅炉气力输粉管道中的气固两相流浓度进行实时在线检测与控制,对确保燃烧过程稳定,节能降耗和减少污染排放具有重大意义。

基于径向基网络和小波变换的电容层析图像重构算法

针对电容层析成像系统重构图像问题的非线性、病态性等特点,提出了基于径向基神经网络的图像重构算法以达到流型辨识的要求,并针对神经网络成像精度低的问题,重点分析研究了适用于图像特征增强的空频分析方法——基于径向基网络的自适应小波滤波重构算法.图像经过多级小波分解后,依据邻域特性来判断各个子带图像上的边缘点;依据统计特性来估计噪声在空频域中的分布,并构造具有自适应性的边缘增强增益;最后用调整后的小波系数重建图像.仿真结果表明,该算法有效地增强了图像的边缘,减小了图像的噪声影响,很大程度上改善了重构图像的成像质量,明显减轻了失真度,使图像特点更加清晰.

基于MFCC和HMM的气固流型辨识

针对气力输送管道中测控装置后常见的三种过渡流型,即中心流、环状流和层状流,采用静电传感器作为测量装置获得静电流动噪声信号,借鉴语音信号处理方法,提取静电流动噪声信号的梅尔频率倒谱系数(MFCC)及其一阶差分作为特征参数,用特征参数训练连续高斯混合密度隐马尔科夫模型(CGHMM),建立不同流型的模型库,再用训练好的CGHMM模型对提取的特征参数进行分类,进而实现流型识别.实验结果表明,该方法识别率达到98%,为气固流流型识别及气力输送测控装置提供了新的研究方法.

基于小波变换的红外焦平面阵列图像边缘保护处理法

针对红外焦平面阵列图像成像系统中的准确、清晰、无失真的要求,提出了一种基于小波变换的图像边缘保护处理方法,重点分析了将图像的二维小波变换与统计学中的最大后验概率估计算法结合来进行图像消噪的处理方式,介绍了该方法在红外焦平面阵列图像中的应用。仿真实验表明,这种方法明显减轻了失真度,使图像更加清晰,有效的扼制了"人工虚影"现象。

OPLC光单元温度应力特性及传输特性的研究

针对光纤复合低压电缆(OPLC)在正常状态和短路故障状态时的工作特性,应用COMSOL多物理场仿真软件建立温度、应力和波动光学的耦合模型,分析光纤在这两种工作状态下温度场对应力场的影响,光纤在热应力作用下的形变,光纤在热形变基础上的传输特性,并研究OPLC短路对光纤传输特性的影响。结果表明:OPLC温度升高会使光纤几何结构发生变化,正常工作时的温升引起光纤的热变形远大于短路瞬态温升引起的热变形;正常工作时光纤存在一定的传输损耗,短路故障不会造成光纤传输损耗进一步增大,光纤在两种工作状态下的传输特性基本一致。

电流互感器饱和检测以及畸变电流补偿

电网中存在大量的非线性器件,给电网母线带来不同频率的谐波干扰。同时,由于地磁暴的影响也会给母线带来较大的直流分量。这些干扰会使得电流互感器进入饱和状态,二次侧电流畸变严重,使得继电保护装置不能正确动作。该文首先在PSCAD中仿真电力系统突发单相接地短路故障时造成的直流分量,使得保护用电流互感器饱和;然后,通过小波变换识别饱和开始以及结束的时间;最后,通过RBF神经网络将已经发生畸变的二次侧电流补偿成未畸变的期望值。仿真结果表明,基于小波变换的饱和检测可以准确识别饱和起始时间以及饱和严重程度,经过RBF神经网络补偿后的电流与期望值的误差可以控制在0.5%以内。

岩巷施工光面爆破参数选择与质量控制措施

爆破参数的选择直接影响着爆破效果,是光面爆破工程设计的重要内容。本文介绍了光面爆破及其优点,为使光面爆破达到理想的效果,提出了在施工中应如何合理的选择最佳参数,并对确保光爆质量的技术措施进行了归纳总结。

基于电容传感器的两相流参数检测原理及应用

两相流是现代诸多工业过程中的常见对象,对两相流流动参数与流型的准确检测对优化生产策略、安全高效生产、工业过程准确控制意义深远。作为一种非侵入、不辐射、防爆、安全可靠的检测手段,基于电容法的两相流流动参数与流型检测技术长期以来都是国内外的研究热点,是解决该测量问题的重要方法之一。该文围绕电容法在两相流参数检测中的应用,从电容法两相流参数测量的原理、电容法在相含率测量、流型识别中的应用,以及电容层析成像技术在两相流参数检测中的应用等几方面,对以往国内外学者在该方面的研究工作进行了回顾,讨论了电学法两相流参数与流型检测技术目前尚存在的问题以及未来的研究方向。

用于两相流测量的ECT图像重构技术研究

电容层析成像技术(ECT)具有非侵入、响应速度快、成本低等优点,是用于两相流参数检测非常有发展潜力的技术之一。而图像重构是ECT系统研究的关键技术。该文利用有限元方法对12电极ECT系统进行建模仿真,进行正问题求解,获得了图像重构的样本数据;引入改进的径向基函数神经网络,建立了ECT图像重构算法,并在MATLAB平台上进行了仿真验证。结果表明,改进的径向基神经网络算法在图像重构准确度及速度方面有了明显提高。

数字式光纤浓度传感器的研制

本文介绍了一种新型光纤浓度传感器。该光纤浓度传感器基于被测介质的折射率取决于其浓度和温度的原理 ,采用光纤传光和CCD检测 ,采用PC机进行数据处理和温度补偿 ,具有很高的测量精度。

电容式煤粉浓度计研制

介绍一种电容式煤粉浓度计,给出了具体的传感器电极结构和测量转换电路,并在模拟气力输送管道上用稀相流对所研制的电容式煤粉浓度计进行了在线标定。结果表明,在(11.0～20.0)×10^(-3)kg/kg空气的固气质量比(浓度)变化范围内,其非线性误差加重复性误差小于5%。

基于DCGAN数据集增强的ECT系统流型识别技术改进

基于电容层析成像(electrical capacitance tomography,ECT)系统的流型识别技术具有非侵入性和可视化的优点,被广泛应用于各种工业过程的动态测量中。为提高ECT系统的流型识别准确率,基于神经网络模型的识别算法被广泛应用,但ECT系统难以获得大量实测样本,从而导致识别准确率低、模型泛化性差。针对这一问题,该文采用了基于深度卷积生成对抗网络(DCGAN)的数据集扩增方法,利用经过预处理的LSSVM方法重建所得的图像,搭建基于DCGAN的流型图像生成模型进行实验,并利用GAN-train和GAN-test两个客观指标对生成图像进行评价,之后使用扩增后的数据集进行基于YOLOv3的流型识别。实验结果表明,利用DCGAN方法能够有效扩增原有数据集,生成图像准确度高、丰富性强,配合YOLOv3的目标检测算法,可以对ECT系统的流型识别准确率提升有较大程度的改进。

用荧光光纤温度传感器测试X射线探伤机高压包热场分布

采用一种自制的荧光辐射型多路光纤温度传感器 ,对XGQ30 0 5型充气变频X射线探伤机的高压包 (高压变压器绕组 )中热场分布进行了测量 ,给出了测量结果 ,并进行了分析和讨论 ;

高速铁路信号系统异构数据融合和智能维护决策

针对高速铁路智能维护决策中的信息多源异构问题,提出了高铁信号系统异构数据融合和智能维护决策架构。通过本地数据库资源描述框架（resource description framework（schema）,RDF（S））到全局RDF（S）的转换和基于RDF（S）图的本体合并,实现了多源异构信息的融合。利用适合缺失数据的结构期望最大化（SEM）算法,结合专家知识,构建了高铁信号系统的智能维护贝叶斯网络（BN）决策模型。最后,利用高铁武广线2011-2012年的监控数据,分别对基于RDF（S）图的全局RDF（S）合并算法性能和故障诊断结果的准确性进行了分析对比,实验结果表明所提出的本体融合算法具有多项式级的计算复杂度,同时融合专家知识和SEM算法的智能维护BN决策模型的一级故障诊断准确率为92.4%。因此,所提出的异构数据融合和智能维护架构可以有效提高高铁信号系统维护决策的准确性和有效性。

用于绝缘子表面电荷测量的电容探头法的标度问题

80年代初 ,电容探头测量绝缘子表面电荷技术开始应用于高压领域 ,但由于问题的复杂性 ,该方法无论是在原理上还是在技术上都还有待于进一步完善。笔者综述了这一技术的原理。

利用正交试验的电容传感器仿真及优化设计

针对电容传感器存在检测场灵敏度分布不均匀及其测量灵敏度低的问题,提出一种基于有限元分析与正交试验设计相结合的方法,分别对二电极、四电极及八电极的电容传感器结构进行优化设计,并对试验结果进行方差分析。通过比较分析各参数对不同电极电容传感器的影响规律,得出同时满足电容传感器检测场灵敏度分布的均匀性和测量灵敏度的最优组合方案。仿真试验表明,随着电极数的增加,检测场区域的灵敏度分布越来越不均匀,电容传感器的测量灵敏度越来越高。通过对优化设计结果进行静态测试试验,得出二电极、四电极、八电极传感器试验数据的方差分别为0.054 9、0.061 3、0.096 3,即灵敏度分布越来越不均匀,同时随着电极数的增加,灵敏度增大。试验结果与仿真计算结果具有较高的一致性,表明此方法所得出的优化结果具有合理性和正确性。