基于D—S理論的信息融合技術在氣液兩相流型識別中的應用研究

【摘要】本文以低壓空氣—水兩相介質作為研究對象，在垂直上升管中對氣液兩相流型進行實驗。利用壓差變送器和電容耦合式非接觸電信號測量技術，分別對實驗段中壓差信號和下端分壓電阻的分壓信號進行檢測分析，結合基于 理論的信息融合技術對兩種傳感器信號進行融合處理，以達到對兩相流體流型的綜合判定，最終實現流型識別。實驗表明：此類方法非常可行，能客觀地識別小型垂直上升管內泡狀流、彈狀流、攪拌流和環狀流四種流型，且識別率高達95%。

【關鍵詞】氣液兩相流；D-S理論；信息融合；流型識別

一、引言

氣液兩相流體中不同的流型，導致其流體力學、傳熱特性和傳質特性的規律也隨之不同[1]。近幾十年，對氣液兩相流型識別一直是我們深入研究的課題。到目前為止，對于流型識別的研究方法大致分為兩大類，即肉眼觀察或依據實驗中的壓力、溫度、壓差等參數構造的流型轉變準則和流型圖的方法。這兩種方法因為受主觀因素的影響太大而很難實現對流型客觀準確地識別。近幾年，電信號為氣液兩相流體的研究提供了廣闊的研究領域。但這種測量方法極易導致金屬元件的電極化效應和電化學腐蝕等現象，因而會導致不可預測的測量誤差。

本文首先提出了一種電容耦合式非接觸電信號測量（C4D）技術。它作為一種新型的非接觸電信號測量技術，結構簡單！魯棒性好！成本低等優點[3]。本文將該方法應用于小通道獲得下端分壓電阻的電壓響應信號，通過對響應電壓信號分析，間接反映管道內流體形態變化，以實現對氣液兩相流的分析。……