[发明专利]基于静电传感器的管道气力输送最小压降速度判定方法

摘要

本发明涉及一种基于静电传感器的管道气力输送最小压降速度判定方法，用于测量水平管道内气固两相流的最小压降速度，所采用的检测装置包括4电极静电传感器，检测步骤如下：(1)静电波动信号进行经验模态分解(EMD)，得到不同尺度的细节信号；(2)基于R/S分析法的Hurst指数计算；(3)基于颗粒随机运动能量比空间分布的最小压降速度判定。本发明能够更为精确地判定气力输送的最小压降速度。

主权项

1.一种基于静电传感器的管道气力输送最小压降速度判定方法，用于测量水平管道内气固两相流的最小压降速度，所采用的检测装置包括4电极静电传感器、四个同样的调理电路、一个数据采集模块以及上位机组成，4电极静电传感器有4个弧形电极，以1‑4的数字标记，分别安装于管道截面圆周上侧、右侧、下侧和左侧，每个弧形电极连接一个调理电路；经过调理电路的信号通过数据采集模块输入到上位机分析处理，气力输送最小压降速度的检测步骤如下：(1)静电波动信号进行经验模态分解(EMD)，得到不同尺度的细节信号在不同固相质量流量条件下，将采集到的不同表观气速对应的4个电极的静电信号分别进行经验模态分解，针对1个电极静电信号原始时间序列x(t)最终分解为n个IMF和一个剩余的rn(t)，用ci(t)表示第i个IMF，即：(2)基于R/S分析法的Hurst指数计算对于时间序列x(t)，设置观测次数M，同时将其分成A个长度为N，的相邻子区间，2≤N≤M/2，AN＝M，记第a个子区间为Ia，a＝1，2，…，A，建立Hurst等式关系，并通过对实验数据分析，发现Hurst指数小于0.5特征信号主要集中于前m个IMF，1≤m＜n，即IMF1～IMFm对应时间序列；(3)基于颗粒随机运动能量比空间分布的最小压降速度判定将IMF1～IMFm对应时间序列部分序列的能量占信号总能量的百分比定义为颗粒随机运动能量比：式中，Ej,i为第j电极第i个IMF分量对应时间序列的平方和，j＝1,2,3,4分别代表上、左、下、右四侧电极，i表示各IMF分量的序号；定义α表示左右电极和上下电极颗粒随机运动能量比的相对差异性：通过α值突降位置判定气力输送的最小压降速度。