[发明专利]基于自适应EEMD静电感应信号的气固两相流速度测量方法

说明书

本发明涉及一种基于自适应EEMD静电感应信号的气固两相流速度测量方法，包括下列步骤：给上游传感器输出测量信号加入1组随机高斯白噪声序列，得到加入白噪声的信号；将加入白噪声的信号进行EMD分解得到对应的IMF分量；对分解的IMF分量总体求平均值为，并将其作为最终的结果；分别计算和分解后的IMF分量的自相关函数；将自相关函数归一化处理，和分解后的IMF分量的自相关函数的相关系数；重构得到感应电荷信号或对下游传感器输出测量信号进行重构；7)求解上下游的互相关速度。

技术领域

本发明涉及一种基于自适应EEMD静电感应信号的气固两相流速度测量方法。

背景技术

在气力输送过程中，固体颗粒在管道中随流体的运动变得复杂，其中颗粒与颗粒和颗粒与壁面的碰撞不仅带来磨损问题，还会产生静电[1]-[2]。静电法是近十年来在国际上受到重视的一种颗粒参数测量方法。目前，内嵌式静电传感器结构简单，耐磨性好，广泛应用于颗粒静电测量。内壁嵌装式将电极安装于金属管道的内壁，Ma J[3]和Qian X[4]采用了这种传感器结构。由于电极直接暴露于固体颗粒，因此，检测信号既包括静电感应电荷信号，又包括颗粒与电极接触产生的转移电荷信号。在时域分析上，转移电荷信号整体呈现单向偏置特性，与感应电荷信号的零均值特性有较大区别。静电感应电荷信号具有良好的零均值特性，且上下游信号的相似性良好，非常适合求解气固两相流的相关速度。但在实际测量中，感应电荷信号与转移电荷信号是耦合在一起的，将由内壁嵌装式传感器获得的信号简单地作为感应电荷信号进行处理，将影响到气固两相流相关速度检测的信噪比，甚至错失一些重要的信息[5]-[7]。将内壁嵌装式静电传感器的测量信号分解成感应电荷信号和转移电荷信号，可有利于提高相关测速的精确性[8][9]。

但是，目前针对静电感应电荷信号互相关速度的测量方法主要存在以下问题：

(1)小波分解的频域分析方法，由于小波参数的经验选择及频域的交叉均影响分解的效果。

(2)经验模态分解(EMD)的分析方法，由于输出信号的极值点分布不均匀，势必会带来极值欠冲或过冲以及模态混叠问题。

参考文献

[1]Yao J,Fan J R,Cen K.Numerical investigation of a new method forreducing bends erosion from particles impacts[J].Chinese Journal of ChemicalEngineering,2002,10(1):93-101.

[2]Yao J,Zhang Y,Wang C H,et al.Electrostatics of the granular flowin a pneumatic conveying system[J].Industrial&engineering chemistry research,2004,43(22):7181-7199.

[3]Ma,J.,&Yan,Y.(2000).Design and evaluation of electrostatic sensorsfor the measurement of velocity of pneumatically conveyed solids.FlowMeasurement&Instrumentation,11(3),195-204.

[4]Qian X,Yan Y.Flow Measurement of Biomass and Blended Biomass Fuelsin Pneumatic Conveying Pipelines Using Electrostatic Sensor-Arrays[J].IEEETransactions on Instrumentation&Measurement,2012,61(5):1343-1352.