一种密相气力输送两相流流型的识别方法

摘要

本发明公开了一种密相气力输送两相流流型的识别方法，在密相气力输送煤粉系统的水平管道上，采集到4种气固两相流不同流型的静电信号；对采集到的4种流型的静电信号进行经验模态分解处理，得到Hurst指数H；根据Hurst指数H的大小及变化，将静电信号划分为多个不同尺度；计算静电信号的不同尺度能量比重；绘制4种流型的多尺度能量比重分布图；计算未知流型的多尺度能量比重，以此分布图为参照，实现密相气力输送两相流流型的识别。该方法实用性广，同时信号分解方法与密相气力输送两相流流动本质结合，准确性较高。

主权项

一种密相气力输送两相流流型的识别方法，包括安装在密相气力输送水平管道的静电传感器，所述静电传感器连接前置电压放大电路，所述前置电压放大电路连接高速数据采集卡，其特征是：包括如下步骤：(1)所述静电传感器探头上产生的信号经过所述前置电压放大电路放大后再由所述高速数据采集卡传送到计算机，计算机记录静电传感器输出的静电信号，对获取的静电信号进行流型划分；(2)计算机对获取的每种流型的静电信号进行多尺度分解，具体步骤如下：首先对静电信号进行经验模态分解处理，得到13个本征模态分量IMF，然后对每个IMF分量进行R/S分形分析得到关系曲线ln[R(τ)/S(τ)]～lnτ，最后对关系曲线的直线段部分做线性拟合，得到拟合直线的斜率，即Hurst指数H；(3)根据分形特征及Hurst指数H的大小，将静电信号划分为尺度1、尺度2和尺度3，具体划分方法如下：将Hurst指数H小于0.5的IMF分量划入尺度1；将在小的时间延迟τ下Hurst指数H大于0.5小于1而大的时间延迟τ下的Hurst指数H小于0.5的IMF分量划入尺度2；将Hurst指数H大于0.5小于1的IMF划入尺度3；(4)计算静电信号的尺度1、尺度2及尺度3的能量比重，能量比重的计算方法如下：静电信号被分解成13个IMF分量，假设其中尺度1占有M个IMF分量，分别是IMF1，IMF2…，IMFM，一个IMF分量为一组时间序列{x₁,x₂,…x_H}，其中，能量E_IMF1的计算公式为： E_IMF1＝x₁²+x₂²+…+x_H²其余的能量E_IMF2、E_IMF3…E_IMFM的计算公式与E_IMF1的计算公式雷同，利用上述公式分别计算每个IMF分量的能量，则静电信号尺度1的能量比重R₁：$R_1=\frac{E_{IMF1}+E_{IMF2}+...+E_{IMFM}}{\underset{i=1}{\overset{13}{\Sigma }}{E}_{IMFi}}$按照计算静电信号尺度1的能量比重R₁的方法，计算静电信号尺度2能量比重R₂以及尺度3能量比重R₃；(5)根据步骤(4)计算得到的4种流型静电信号3个尺度的能量比重，分别以R₁、R₂为横坐标和纵坐标，绘制这4种流型的分布图；(6)以步骤(5)获得的4种流型分布图为参照标准，重新采集某一未知流型的静电信号，并重复步骤(2)‑(4)，将计算结果与分布图进行比对，判断是否为这4种流型中的一种。