1.5  国内外的研究状况

1.5.1  国内的研究状况

1.5.2  与国外技术的比较

1.6  煤粉颗粒自由下落过程中的速度的测量

颗粒速度的测量方法很多，下面重点介绍轨迹图像法、声波法和光角散射法。

1.6.1 轨迹图像法论文网

在火力发电厂煤粉的管道气力输送的过程中，煤粉的参数与稳定燃烧、提高锅炉燃烧效率和降低污染物的排放密切相关，因此对煤粉参数的实时在线测量具有非常迫切的需求[2]。目前，有关煤粉浓度、速度和粒径在线测量的技术[2]可分为3类。1）非接触式传感技术，如电容、衰减和声波调制、电磁波、微波、静电以及Ｘ 射线等，主要是用于煤粉浓度测量，并且结合相关性处理算法可以实现煤粉颗粒浓度和平均速度的在线测量，2）基于颗粒光散射的光学探针，如Ｈｏｌｖｅ等开发近前向散射光学探针和周洁等[3,4]基于信号相关性的光学探针，主要是用来测量煤粉速度和粒径[2]。探针法的主要缺点就是会接触流场产生干扰，还存在着仪器磨损问题，3）基于成像的测量技术，目前非常成熟的粒子图像测速技术（ＰＩＶ 和ＰＴＶ）广泛应用于流场诊断[5]，由于具有全场、平面二维、瞬态、非接触以及高精度测量的特点，已经广泛应用于流场诊断，尽管已经有商业的成熟产品，但是粒子图像测速仪（ＰＩＶ）只能够获得颗粒的速度信息，同时由于价格昂贵、系统庞大而复杂，因此难于应用于在线测量[2]。近年来Ｃａｒｔｅｒ等利用粒子成像方法在线测量燃料颗粒粒径方面做了一些工作[2]。他们利用半导体激光器和电荷耦合装置（ＣＣＤ）相机以垂直于颗粒运动的方向拍摄颗粒图像，通过图像分析可以获得颗粒粒径，但是无法获得颗粒速度[2]。Ｄｉｎｇ等根据Ｃａｒｔｅｒ等课题组遇到颗粒运动引起成像模糊的问题提出用点扩散函数估算运动模糊长度，并对3.2㎜的塑料颗粒速度进行测试[2]。

（1）实验系统，如图1.1

通过调节相机曝光时间可获得煤粉颗粒流的瞬态图像和轨迹图像[2]。

图1.1[2]　煤粉参数在线测量试验系统

（2）基于颗粒轨迹的煤粉速度方法

    设相机的曝光时间为ｔe，成像倍率为β，煤粉颗粒在ＣＣＤ成像平面上形成的轨迹宽度和长度分别为Ｗ 和Ｌ（如图6所示），则颗粒速度ｕ和粒径ｄ可表示为[2]：

图1.2[2]　轨迹图像测量颗粒速度和粒径方法示意图

需要指出的是，式（１）、（２）对球形颗粒是成立的．对于非球形不规则颗粒，单个测量会存在误差，但对大量颗粒的统计分析结果能满足工业监测的要求[2]。

（3）图像处理算法简介

　　 颗粒轨迹图像处理[2]有２部分组成：颗粒识别和信息提取,颗粒识别采用简单快速的灰度门限法，利用Ｏｓｔｕ法确定阈值[2]。识别后的图像进行一系列的形态学处理，获取图像区域属性[2]。信息提取是通过程序计算得出轨迹图像中包含的颗粒速度和粒径信息[2]。

1.6.2  声波法

由于不同速度的颗粒在撞击壁面产生的声波能量是不同，因此有可能通过对于不同速度下声波信号的分析，可以获得声波能量与颗粒下落速度的关定量系，从而可以实现颗粒速度的在线测量[6]。

实验装置是由声波测量仪和循环管两个部分组成[6]。其中声波测量仪器(UNILAB 2003，浙江大学联合化学反应工程研究所自行开发)包括声波接收装置、放大装置、信号采集装置和信号处理装置[6]。文献综述