一种纳米颗粒粒度测量的快速图像动态光散射法研究 被引量：11

1

作者 刘丽丽 蔡小舒 +1 位作者 张杰 徐呈泽 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期361-367,共7页

提出了一种新的基于图像相关处理的图像动态光散射纳米颗粒粒度测量方法。该方法采用图像法测量纳米颗粒动态光散射空间分布信号,以很短时间间隔拍摄两幅动态光散射信号空间分布图,再用二维相关算法对这两幅图像进行处理,获得对应衰减... 提出了一种新的基于图像相关处理的图像动态光散射纳米颗粒粒度测量方法。该方法采用图像法测量纳米颗粒动态光散射空间分布信号,以很短时间间隔拍摄两幅动态光散射信号空间分布图,再用二维相关算法对这两幅图像进行处理,获得对应衰减时刻的相关系数,根据相应衰减时刻的粒径-相关系数曲线求得纳米颗粒的粒度。与传统动态光散射测量方法相比,将测量时间从百秒级缩短到微秒级,数据处理时间也缩短到毫秒级。对79、482和948 nm三种不同粒径的标准颗粒进行实验,测量结果误差小于7%,可以实现纳米颗粒粒度测量的实时在线。 展开更多

关键词 测量纳米颗粒测量 布朗运动 图像动态光散射 相关算法

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图像动态光散射法纳米颗粒粒度分布反演算法研究 被引量：6

2

作者 张杰 蔡小舒 周骛 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期301-308,共8页

针对基于整体相关的图像动态光散射法(IDLS)测量颗粒粒径分布(PSD)问题,研究了全局搜索(GS)算法反演颗粒粒径分布,对峰值为79nm、多分布指数(PDI)为10%的单峰颗粒系和峰值分别为79nm与352nm、多分布指数均为10%的双峰颗粒系进行了反演... 针对基于整体相关的图像动态光散射法(IDLS)测量颗粒粒径分布(PSD)问题,研究了全局搜索(GS)算法反演颗粒粒径分布,对峰值为79nm、多分布指数(PDI)为10%的单峰颗粒系和峰值分别为79nm与352nm、多分布指数均为10%的双峰颗粒系进行了反演数值仿真,结果表明全局搜索算法能较好地反演出颗粒粒径分布情况。以此为基础,对峰值为79nm的单峰分布颗粒系,峰值为79nm和352nm、79nm和482nm的两组双峰分布颗粒系进行了实验测量及算法对比研究,结果表明在单峰分布颗粒系下,相对于累积量法,全局搜索算法反演效果较好;在双峰分布颗粒系下,全局搜索算法与双指数法反演结果基本一致。由此可知,对于图像动态光散射颗粒粒径分布测量方法,全局搜索算法能够有效地反演出单峰分布和双峰分布颗粒系的颗粒粒径分布,是反演多分散颗粒系的一种有效方法。 展开更多

关键词 散射 图像法 反演算法 分散搜索 全局搜索

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蒸汽中液滴的粒径和体积浓度测量实验研究 被引量：2

3

作者 袁安利 苏明旭 +1 位作者 李永明 蔡小舒 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期678-683,817-818,共6页

利用简化ECAH理论模型进行数值计算并获得超声衰减和蒸汽中液滴的体积浓度、粒径对应关系。基于超声波声衰减测量方法,设计了使用中心频率分别为22、40和200k Hz的超声波测量蒸汽中液滴粒径和体积浓度的实验系统,开展了温度为371.3 K的... 利用简化ECAH理论模型进行数值计算并获得超声衰减和蒸汽中液滴的体积浓度、粒径对应关系。基于超声波声衰减测量方法,设计了使用中心频率分别为22、40和200k Hz的超声波测量蒸汽中液滴粒径和体积浓度的实验系统,开展了温度为371.3 K的蒸汽液滴粒径和体积浓度超声法测量实验,同时进行了相同温度下蒸汽的多波长消光法对比实验。结果表明:超声衰减法测得的液滴粒径和体积浓度与消光法测量值接近,平均索太尔径在3-5μm之间,体积浓度相对测量误差小于2%。 展开更多

关键词 超声衰减 消光法 粒径 体积浓度 气液两相流

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浓度对光脉动法气固两相流颗粒粒径测量的影响 被引量：2

4

作者 杨斌 何渊 +2 位作者 周骛 姜勇俊 蔡小舒 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期1044-1048,共5页

针对工业应用中气固两相流浓度对光脉动(LTF)颗粒粒径测量方法的影响问题,通过对比浓度基本不变及浓度时刻变化的光脉动频谱特征,分析确定因浓度变化造成影响的阈值频率,由此提出高通滤波光脉动法颗粒粒径优化算法,并将该算法用于浓度... 针对工业应用中气固两相流浓度对光脉动(LTF)颗粒粒径测量方法的影响问题,通过对比浓度基本不变及浓度时刻变化的光脉动频谱特征,分析确定因浓度变化造成影响的阈值频率,由此提出高通滤波光脉动法颗粒粒径优化算法,并将该算法用于浓度时刻变化的光脉动法数据处理中。研究结果表明:优化算法结果与激光粒度仪离线测量结果相对偏差改进到12%内,且标准差降低为11.3μm,由此验证了该算法可有效减小浓度对光脉动法测量结果的影响,提高测量结果的准确性和稳定性。 展开更多

关键词 气固两相流 在线测量方法 光脉动法 颗粒粒径 浓度影响

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基于DDS叠加波的双频超声法测量管内煤粉参数 被引量：2

5

作者 时文龙 苏明旭 +2 位作者 周健明 蔡小舒 薛明华 《中国粉体技术》 CSCD 北大核心 2017年第2期24-29,34,共7页

基于声散射理论,考虑煤粉不规则度对声衰减的影响,通过数值模拟分析不同物性参数的影响,得出声衰减系数随煤粉体积分数和粒度的变化关系。设计中心频率分别为40、200 kHz的一体式超声波探针,使用叠加猝发波作为信号激励源以简化实验装... 基于声散射理论,考虑煤粉不规则度对声衰减的影响,通过数值模拟分析不同物性参数的影响,得出声衰减系数随煤粉体积分数和粒度的变化关系。设计中心频率分别为40、200 kHz的一体式超声波探针,使用叠加猝发波作为信号激励源以简化实验装置。在某电厂煤粉管道开展不同深度测点的实时在线测量,进行时长1 h的连续测量实验,同步测得煤粉平均体积分数约0.11%和平均粒径约35μm。该方法能够实时在线测量管内煤粉的体积分数和粒度,有效改善磨煤机工况和提高锅炉燃烧器效率。 展开更多

关键词 双频 超声法 煤粉 叠加波

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TDLAS火焰燃烧温度测量方法改进 被引量：4

6

作者 杨斌 黄斌 +2 位作者 杨荟楠 刘佩进 何国强 《计量学报》 CSCD 北大核心 2016年第6期596-601,共6页

基于可调谐二极管激光吸收光谱技术（TDLAS）双线温度测量原理，设计了7153．748-7154．354cm。谱线对单激光器TDLAS燃烧温度测量系统，对平面预混火焰燃烧温度进行测量，发现由于吸收较弱、信噪比较低等造成测量结果与热电偶测量结果... 基于可调谐二极管激光吸收光谱技术（TDLAS）双线温度测量原理，设计了7153．748-7154．354cm。谱线对单激光器TDLAS燃烧温度测量系统，对平面预混火焰燃烧温度进行测量，发现由于吸收较弱、信噪比较低等造成测量结果与热电偶测量结果相对偏差较大。针对这一问题，提出了采用（7185．597-（7444．352＋7444．371））cm^-1双激光器TDLAS系统，并结合增加光程方法来改进原有的温度测量精度。结果表明：采用双激光器可放宽谱线对的选择范围，选择吸收更强的谱线对可以有效提高信噪比，并且结合增加光程，可实现TDLAS温度测量结果与热电偶测量偏差由10％降低到5％。 展开更多

关键词 计量学 火焰温度 燃烧诊断 TDLAS 双激光器

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结合吸收光谱与互相关法的燃气速度测量方法研究 被引量：4

7

作者 刘佩进 王志新 +1 位作者 杨斌 魏祥庚 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期532-536,共5页

针对可调谐半导体激光器吸收光谱(TDLAS)基于多普勒效应测速方法在燃气流速测量中频移量小、误差较大的问题,提出了结合固定波长吸收光谱法与互相关法的燃气速度测量方法。考虑碳氢燃料燃烧产物特点,选取H2O分子7 185.597cm^(-1)吸收谱... 针对可调谐半导体激光器吸收光谱(TDLAS)基于多普勒效应测速方法在燃气流速测量中频移量小、误差较大的问题,提出了结合固定波长吸收光谱法与互相关法的燃气速度测量方法。考虑碳氢燃料燃烧产物特点,选取H2O分子7 185.597cm^(-1)吸收谱线,通过布置上下游两束固定波长吸收光谱测点,分析两信号的互相关特性来计算得到燃气速度。利用平面火焰炉实验系统对该方法测量燃气速度开展实验研究,获得了变工况下燃气速度随时间的变化情况。在相同工况下开展数值计算,将测量结果与数值模拟计算结果进行对比,相对偏差不超过8%。同时将该方法初步应用于煤油燃料火箭基组合循环发动机(RBCC)的高速羽流速度测量,获得了上下游探测器脉动信号,通过互相关分析计算得到了羽流速度,验证了该方法的可行性。实验结果表明,该燃气速度测量方法具有测量范围宽、测量精度高,环境干扰小等优点。提出的方法为发动机燃气速度测量提供一种简单可靠的测量方法。 展开更多

关键词 吸收光谱 TDLAS 互相关法 速度测量 燃烧诊断

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光谱响应对辐射光谱测温法的影响研究（英文） 被引量：3

8

作者 杨斌 郭浩然 +4 位作者 陈晓龙 潘科玮 桂欣扬 蔡小舒 刘佩进 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期638-642,共5页

针对光谱响应系数对辐射光谱测温法的影响问题,利用200~1 100和900~1 700nm两种波段光纤光谱仪测量了不同温度下黑体炉辐射光谱,分析了不同波段高温黑体辐射光谱特征,确定了不同波段光谱分析适宜采用的有效响应波段,获得了不同温度下该... 针对光谱响应系数对辐射光谱测温法的影响问题,利用200~1 100和900~1 700nm两种波段光纤光谱仪测量了不同温度下黑体炉辐射光谱,分析了不同波段高温黑体辐射光谱特征,确定了不同波段光谱分析适宜采用的有效响应波段,获得了不同温度下该波段光谱响应系数变化情况,详细分析了温度对光谱响应系数的影响,总结了辐射光谱法温度拟合时的波长范围以及响应系数选择原则,并分析了波长范围以及响应系数选择对测温的影响,这为提高辐射光谱测温法的测量精度具有重要价值。 展开更多

关键词 辐射光谱 燃烧诊断 温度测量 影响因素 光谱响应系数

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基于超声衰减和声速动态监测石蜡的相变过程 被引量：3

9

作者 胡子健 苏明旭 李俊峰 《过程工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1160-1166,共7页

为研究石蜡在相变过程中内部结构和状态的改变特性,用中心频率为5 MHz的脉冲式超声波动态测量石蜡的相变过程,采集并分析不同升降温速率下的声速和声衰减信号的变化规律,结果与差示扫描量热仪(DSC)测量的热力学性质比较,并拍摄石蜡溶解... 为研究石蜡在相变过程中内部结构和状态的改变特性,用中心频率为5 MHz的脉冲式超声波动态测量石蜡的相变过程,采集并分析不同升降温速率下的声速和声衰减信号的变化规律,结果与差示扫描量热仪(DSC)测量的热力学性质比较,并拍摄石蜡溶解过程的图像为辅助,探讨了二者由于测量原理不同导致的差异和特点。结果表明,两种方法均得到约50℃的初凝点,且二者信号反映的相变规律一致,表明利用声衰减和声速能够较好的表征石蜡在相变过程中的声学特性。超声可能成为一种新的蜡化物性质原位测量手段。 展开更多

关键词 相变 热力学性质 原位测量 相变蓄热材料 声学特性

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基于光学互相关测量的电站锅炉一次风粉调平试验研究 被引量：2

10

作者 平力 杨斌 +1 位作者 王占平 杨飞 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2017年第7期87-91,共5页

针对四角切圆燃烧方式电站锅炉一次风粉速度分配不均衡问题,本文介绍了基于光学互相关法的一次风粉速度参数测量原理,利用该原理设计了用于同台磨煤机出口4根粉管一次风粉速度参数同时在线测量系统,对神华江苏国华陈家港发电有限公司660... 针对四角切圆燃烧方式电站锅炉一次风粉速度分配不均衡问题,本文介绍了基于光学互相关法的一次风粉速度参数测量原理,利用该原理设计了用于同台磨煤机出口4根粉管一次风粉速度参数同时在线测量系统,对神华江苏国华陈家港发电有限公司660 MW二号机组进行一次风粉速度参数在线测量,根据测量结果开展了一次风管缩孔开度调节,改善了煤粉管一次风粉速度参数分配平衡情况,这对优化锅炉燃烧具有重要意义。 展开更多

关键词 锅炉燃烧优化 光学互相关 一次风粉 调平试验 在线测量

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姿轨控发动机试验多阀光学同步测试方法 被引量：2

11

作者 毛安元 王勇 +4 位作者 杨斌 蔡迪 潘科玮 陈晓龙 牛禄 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期89-94,共6页

针对姿轨控发动机试验多个燃气阀启闭响应特性同步测试问题,通过测量激光经燃气阀喷管出口羽流后的透射光强,分析透射光强特征阶跃点来获得燃气阀启闭响应特性。基于该方法研制了六通道光学测量系统,对姿轨控发动机冷态试验多阀开展同... 针对姿轨控发动机试验多个燃气阀启闭响应特性同步测试问题,通过测量激光经燃气阀喷管出口羽流后的透射光强,分析透射光强特征阶跃点来获得燃气阀启闭响应特性。基于该方法研制了六通道光学测量系统,对姿轨控发动机冷态试验多阀开展同步测量,同时获得了冷态试验5~50 Hz控制频率下6个燃气阀羽流光学响应信号。结果表明:5、10、20 Hz控制频率下透射光强周期性变化明显,通过对信号进行带通滤波分析,同步获得了多个燃气阀的启闭响应时间,测量结果标准误差小于0.30 ms,同时验证了燃气阀启闭控制效果;但在50 Hz控制频率下,由于燃气阀电磁铁作动较快,燃气阀未完全闭合,因此无法获得燃气阀启闭阶跃变化特征点。该方法为姿轨控发动机试验提供了有效准确的快速非接触式测量方法。 展开更多

关键词 姿轨控发动机 测试方法 燃气阀 启闭特性 响应时间

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餐饮油烟排放在线监测仪器研究现状与进展 被引量：1

12

作者 于天泽 杨斌 +2 位作者 熊非 王嘉华 蔡小舒 《能源研究与信息》 2020年第1期9-15,共7页

目前餐饮油烟是城市大气环境的主要污染源之一,会对人体造成大量伤害。针对餐饮油烟排放监测,阐述了餐饮油烟排放量大且复杂的现状及排放要求对测量要求的影响,综述了现有餐饮油烟排放检测方法及仪器的原理、特点及测量缺陷,并对餐饮油... 目前餐饮油烟是城市大气环境的主要污染源之一,会对人体造成大量伤害。针对餐饮油烟排放监测,阐述了餐饮油烟排放量大且复杂的现状及排放要求对测量要求的影响,综述了现有餐饮油烟排放检测方法及仪器的原理、特点及测量缺陷,并对餐饮油烟排放在线监测仪器发展趋势进行了展望。提出了针对餐饮油烟测量的技术方案,以期为餐饮油烟在线测量提供一种可行的技术方案。 展开更多

关键词 大气污染监测 餐饮油烟排放 在线监测

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燃气阀响应时间的光学测量方法 被引量：1

13

作者 武强 蔡迪 +3 位作者 牛禄 潘科玮 杨斌 陈晓龙 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期265-268,共4页

针对燃气阀响应时间测量问题,提出了利用激光照射燃气阀羽流,通过分析其光强变化情况来确定燃气阀响应特性的光学测量方法,基于该方法搭建了燃气阀单阀冷态测试试验台,开展了燃气阀启闭响应时间测量,获得了激光经羽流后光强信号变化曲线... 针对燃气阀响应时间测量问题,提出了利用激光照射燃气阀羽流,通过分析其光强变化情况来确定燃气阀响应特性的光学测量方法,基于该方法搭建了燃气阀单阀冷态测试试验台,开展了燃气阀启闭响应时间测量,获得了激光经羽流后光强信号变化曲线,通过对该信号进行带通滤波处理,实现了响应时间的快速非接触式测量,并与压强、推力等常规传感器测量结果进行对比,验证了光学测量方法的测量有效性,为燃气阀高动态特性测试提供了一种非接触式测量方法。 展开更多

关键词 燃气阀 光学测量法 响应时间 带通滤波

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燃气截止阀流通能力对燃气发生器内弹道性能影响规律研究 被引量：1

14

作者 潘科玮 陈晓龙 +4 位作者 牛禄 周伟华 蔡迪 裴晨曦 杨斌 《上海航天》 CSCD 2019年第S1期68-72,共5页

针对采用燃气截止阀的固体姿轨控发动机试验过程中通气能力与理论设计存在较大偏差的问题,采用数值分析和试验验证相结合的方式,对影响燃气阀流通性能的关键结构参数进行变化,研究其流通性能的影响规律。通过理论计算分析发现,整个燃气... 针对采用燃气截止阀的固体姿轨控发动机试验过程中通气能力与理论设计存在较大偏差的问题,采用数值分析和试验验证相结合的方式,对影响燃气阀流通性能的关键结构参数进行变化,研究其流通性能的影响规律。通过理论计算分析发现,整个燃气阀门的燃气流通能力不仅仅取决于喷管喉道的节流能力,燃气阀的阀芯位置行程等参数变化对燃气阀流通能力影响也较大。此外,以喷管几何喉部作为内弹道设计参数的常规方法已不再适用于这种采用燃气截止阀的发动机。提出了一种通过数值计算结果推导得出此类截止阀发动机的等效喉径的方法,以此等效喉径作为发动机工作时的物理喉径,进行内弹道预示,并以此为依据设计试验方案,通过试验方法有效验证了这种计算方法的准确性,为此类采用截止阀的发动机进行内弹道准确预估提供了理论支撑。 展开更多

关键词 燃气截止阀 数值计算 行程 等效喉径 内弹道

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电站锅炉煤粉参数远程监控系统的软件设计与实现 被引量：1

15

作者 胡昌镁 何渊 +1 位作者 杨斌 蔡小舒 《能源研究与信息》 2015年第2期88-91,共4页

电站锅炉煤粉颗粒参数在线监控对于锅炉优化控制有着重要的参考作用.为了实现煤粉管道内颗粒的细度、浓度、速度的实时监控,通过模块化的程序设计方案,设计了数据采集系统的上位机软件.该软件通过自定义控件实现了系统组态、实时曲线与... 电站锅炉煤粉颗粒参数在线监控对于锅炉优化控制有着重要的参考作用.为了实现煤粉管道内颗粒的细度、浓度、速度的实时监控,通过模块化的程序设计方案,设计了数据采集系统的上位机软件.该软件通过自定义控件实现了系统组态、实时曲线与柱状图数据显示、保存等功能.同时利用多线程和通道自动分配方法实现了单通道采样频率达1 MHz的数据快速采集与处理,并基于Modbus通讯协议实现了与DCS(Distributed Control System)的即时通讯.在电站长时间投入运行的结果表明,该系统具有良好的稳定性与可靠性,各项功能均满足锅炉运行与优化控制要求. 展开更多

关键词 电站锅炉 煤粉参数 远程监控 软件设计与实现 多线程

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基于连续超声波测量气泡参数的实验研究 被引量：1

16

作者 时文龙 苏明旭 +2 位作者 李潭 陈晶丽 蔡小舒 《能源研究与信息》 2019年第4期227-233,共7页

研究了一种基于声阻原理的测量液体中毫米级气泡粒度、速度并能同时计数的方法。超声波在含气泡液体中传播时,由于气泡和液体间声阻抗差极大,致使其在气泡表面发生强烈反射/散射,阻碍了声波通过。利用频率为200 kHz的超声连续波,采用一... 研究了一种基于声阻原理的测量液体中毫米级气泡粒度、速度并能同时计数的方法。超声波在含气泡液体中传播时,由于气泡和液体间声阻抗差极大,致使其在气泡表面发生强烈反射/散射,阻碍了声波通过。利用频率为200 kHz的超声连续波,采用一发一收式测量,对某润滑油中的气泡进行测量,实验中气泡大小为2~6 mm,速度在0.10~0.30 m·s^−1之间,气泡通过测量区的频率为5~10 Hz。通过分析实验数据的波形幅值与气泡粒度、波形转变时间与气泡速度、通过数之间的对应关系,并利用图像法进行了标定和校验。实验结果表明,利用连续超声波可以测得油中连续通过的气泡,其原理和测量装置简单,测量结果稳定。 展开更多

关键词 超声 声阻 连续波 气泡 计数

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多波长消光法粒径测量下限影响因素分析

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作者 吴文韬 周骛 +1 位作者 陈本廷 蔡小舒 《能源研究与信息》 CAS 2022年第4期230-235,共6页

介绍了根据Lambert-Beer定理并采用多波长消光法测量颗粒粒径分布的方法。提出了基于数值模拟和数理统计对多波长消光法粒径测量下限进行估计的方法。通过数值模拟分析讨论了入射光波长、颗粒相对折射率和透光率对粒径测量下限的影响。... 介绍了根据Lambert-Beer定理并采用多波长消光法测量颗粒粒径分布的方法。提出了基于数值模拟和数理统计对多波长消光法粒径测量下限进行估计的方法。通过数值模拟分析讨论了入射光波长、颗粒相对折射率和透光率对粒径测量下限的影响。研究为多波长消光法粒径测量在实际应用中的可行性提供了指导。 展开更多

关键词 多波长消光法 MIE理论 粒径分布测量 测量下限

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