本實(shí)用新型涉及一種自激式除塵器工作過(guò)程中，用于監(jiān)測(cè)其氣液混合狀態(tài)的裝置，具體為一種除塵器氣液混合狀態(tài)的識(shí)別裝置。

背景技術(shù)：

自激式除塵器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、成本較低，是礦業(yè)、冶金和煤化工等高排放行業(yè)微細(xì)顆粒物減排的常用環(huán)保裝備，并獲得了廣泛的應(yīng)用。然而實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，自激式除塵器往往處于密閉環(huán)境，運(yùn)行過(guò)程中無(wú)法觀察氣液混合狀態(tài)，氣液混合狀態(tài)與除塵器運(yùn)行狀態(tài)和除塵效率有極大關(guān)系，當(dāng)運(yùn)行參數(shù)(如風(fēng)速、液位、結(jié)構(gòu)等)發(fā)生變化時(shí)，除塵器氣液混合狀態(tài)將發(fā)生變化，直接影響除塵效果。

在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，研究人員也往往僅通過(guò)透明觀察窗肉眼查看氣液混合狀態(tài)，具有一定的主觀性，還沒(méi)有一種定量識(shí)別氣液混合的有效裝置，對(duì)除塵器的氣液混合狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)和識(shí)別。

此外，現(xiàn)有在線監(jiān)測(cè)除塵器除塵效率的儀器價(jià)格昂貴，基本原理為監(jiān)測(cè)粉塵濃度，在粉塵濃度特別大時(shí)容易損壞監(jiān)測(cè)設(shè)備，無(wú)法達(dá)到監(jiān)測(cè)效果。而現(xiàn)在還沒(méi)有一種能通過(guò)監(jiān)測(cè)氣液混合狀態(tài)來(lái)間接監(jiān)測(cè)除塵器運(yùn)行狀態(tài)的裝置，進(jìn)而間接持久的監(jiān)測(cè)除塵器運(yùn)行效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)除塵器運(yùn)行狀態(tài)提出的一種監(jiān)測(cè)除塵器氣液混合狀態(tài)的檢測(cè)裝置，它可以通過(guò)監(jiān)測(cè)除塵器運(yùn)行過(guò)程中的壓力參數(shù)，并通過(guò)相關(guān)分析，識(shí)別出除塵器的氣液混合模式，進(jìn)而判別除塵器的運(yùn)行狀態(tài)，間接監(jiān)測(cè)除塵器運(yùn)行效果。消除了因除塵器內(nèi)部封閉、無(wú)法觀察，而無(wú)法及時(shí)有效判斷除塵器運(yùn)行效果的缺陷；建立除塵器研發(fā)過(guò)程定量判斷氣液混合效果的有效方法。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種除塵器氣液混合狀態(tài)的識(shí)別裝置，包括引壓裝置、液位傳感器、風(fēng)速儀、液面?zhèn)鬟f及穩(wěn)定調(diào)節(jié)裝置、數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)；所述除塵器包括進(jìn)氣通道、水槽、除塵腔、限流板、脫水板和除塵風(fēng)機(jī)，所述進(jìn)氣通道設(shè)于水槽一側(cè)，除塵腔、限流板、脫水板以及除塵風(fēng)機(jī)順次設(shè)于水槽上方，進(jìn)氣通道與水槽連接的一端設(shè)置節(jié)流板，形成節(jié)流口；所述風(fēng)速儀安裝在進(jìn)氣通道內(nèi)；所述液面?zhèn)鬟f及穩(wěn)定調(diào)節(jié)裝置安裝在節(jié)流口的下方；液面?zhèn)鬟f及穩(wěn)定調(diào)節(jié)裝置為長(zhǎng)方形擋板，其與槽體底面垂直安裝，并與槽體安裝進(jìn)氣通道一側(cè)的側(cè)壁之間形成液位測(cè)量室，擋板的頂端向槽體側(cè)壁弧形延伸將液位測(cè)量室頂口封閉，擋板下部沿其長(zhǎng)度設(shè)置連通液 位測(cè)量室和槽體的通液孔，液位傳感器設(shè)于空間內(nèi)部上方；所述引壓裝置安裝在除塵風(fēng)機(jī)的下方；所述引壓裝置的主體為一個(gè)L形管道，其橫向管體與除塵器內(nèi)部設(shè)置的取壓點(diǎn)螺紋連接，縱向管體位于除塵器外部與壓力傳感器螺紋連接，管道內(nèi)部沿拐彎處的外緣管壁設(shè)置凹陷的集水槽，集水槽連接有向下的排水管，工作狀態(tài)下L形管道的外端以端蓋密封。

所述管道內(nèi)徑6-10mm。

所述引壓管總長(zhǎng)度控制在12cm以內(nèi)，其中垂直方向3-5cm。

所述取壓點(diǎn)設(shè)置在除塵風(fēng)機(jī)的風(fēng)口下方。

所述液面?zhèn)鬟f及穩(wěn)定調(diào)節(jié)裝置選用耐腐蝕材料制成。

所述液面?zhèn)鬟f及穩(wěn)定調(diào)節(jié)裝置距離與其較近的槽體側(cè)壁壁面10-20cm。

所述液面?zhèn)鬟f及穩(wěn)定調(diào)節(jié)裝置的通液孔孔徑為擋板寬度的1/15-1/20，錯(cuò)位分布設(shè)置。

所述液位傳感器量程:0～0.6m，信號(hào)輸出:0～5V DC，響應(yīng)時(shí)間≤5ms，重復(fù)精度±1.0mm，環(huán)境溫度-30～+85℃。

一種除塵器氣液混合狀態(tài)的識(shí)別方法，通過(guò)采集除塵器出口的壓力信號(hào)，分析壓力波動(dòng)信號(hào)里所攜帶的氣液兩相流動(dòng)信息來(lái)檢測(cè)氣液兩相混合狀態(tài)，具體步驟為：

步驟1)制作氣液混合狀態(tài)識(shí)別樣本：

步驟1.1)將氣液耦合狀態(tài)分為微弱波動(dòng)模式、靜液位差模式、共振水擊模式、剪切液幕模式和卷吸氣泡模式；

步驟1.2)分別采集上述五種模式下除塵器中的風(fēng)速、液位以及除塵器出口處的壓力波動(dòng)信息，同時(shí)測(cè)出不同模式的相應(yīng)液位參數(shù)，對(duì)不同風(fēng)速、液位下的壓力波動(dòng)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、頻譜分析，得到除塵器阻力變化規(guī)律，整理出相應(yīng)模式的阻力特征值，并獲取壓力波動(dòng)信息的功率譜密度PSD分布變化情況，得出自激式除塵器氣相壓力波動(dòng)頻率主要集中范圍，并將頻率范圍分成n個(gè)頻段；

步驟1.3)從功率譜密度曲線中提取出能分別區(qū)分出不同模式的特征向量，包括功率譜密度圖中各頻段的峰值范圍、相對(duì)峰值范圍及不同模式下峰值所對(duì)應(yīng)的頻率范圍，結(jié)合阻力特性及液位參數(shù)，然后整理出各特征向量值的范圍，并進(jìn)行計(jì)算，確定各模式下特征向量的對(duì)應(yīng)區(qū)間；其中，液位差模式下的特定液位范圍為[y1，y2]；共振水擊模式下低頻頻段峰值所對(duì)應(yīng)的頻率范圍為[n1，n2]，中頻頻段峰值所對(duì)應(yīng)的頻率范圍為[n3，n4]；剪切液幕模式下中頻頻段峰值所對(duì)應(yīng)的頻率范圍為[q5，q6]，發(fā)生小剪切時(shí)低頻頻段峰值所對(duì)應(yīng)的頻率范圍為[q1，q2]，中頻頻段峰值所對(duì)應(yīng)的頻率范圍為[q3，q4]；

步驟2)采集運(yùn)行狀態(tài)下除塵器中的風(fēng)速、液位以及壓力波動(dòng)信息并進(jìn)行分析，獲取與步驟1.3中的特征向量所對(duì)應(yīng)的特征向量；

步驟2.1)通過(guò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)壓力波動(dòng)原始信號(hào)進(jìn)行采集，得到其功率譜密度圖，同時(shí)獲取風(fēng)速和液位信息；

步驟2.2)對(duì)原始信號(hào)和功率譜密度圖進(jìn)行分析，提取區(qū)分度較高的相關(guān)特征向量，即各頻段的峰值范圍和相對(duì)峰值范圍：

步驟2.2.1)將功率譜密度圖劃分為n個(gè)頻段，分別提取各模式下功率譜密度圖中第一頻段至第n頻段內(nèi)的最大峰值，然后，整理出各模式下的各頻段峰值范圍；

步驟2.2.2)計(jì)算出所有模式下第二頻段至第n頻段相對(duì)于第一頻段的百分比，并整理出各模式下的相對(duì)峰值范圍：

步驟3)對(duì)運(yùn)行狀態(tài)下的除塵器中的氣液耦合模式進(jìn)行識(shí)別：

步驟3.1)基于步驟2.2的兩個(gè)特征向量范圍與步驟1.3所提取的相應(yīng)特征向量范圍作比較，由于微弱波動(dòng)模式高頻段的峰值的最大值較其他模式高頻段峰值的最小值還低，卷吸氣泡模式高頻段峰值的最小值較其他模式高頻段峰值的最大值明顯高出，因此能很好地識(shí)別出微弱波動(dòng)模式和卷吸氣泡模式；

步驟3.2)然后，由原始?jí)毫Σ▌?dòng)信號(hào)，計(jì)算出出除塵器阻力大小，根據(jù)除塵器阻力特性，檢測(cè)其阻力值是否大于規(guī)定阻力值A(chǔ)，如果阻力特性大于規(guī)定阻力值A(chǔ)，同時(shí)，通過(guò)液位傳感器檢測(cè)除塵腔的液位是否在靜液位差模式下的特定液位范圍[y1,y2]內(nèi)，若是，則除塵器內(nèi)部流動(dòng)形態(tài)為靜液位差模式；若不是，則為剪切液幕模式或者共振水擊模式；

步驟3.3)檢測(cè)低頻頻段峰值所對(duì)應(yīng)的頻率是否在[n1,n2]范圍內(nèi)，同時(shí)檢測(cè)中頻頻段內(nèi)的峰值所對(duì)應(yīng)的頻率是否在[n3,n4]范圍內(nèi)，若同時(shí)滿足這兩個(gè)條件則為共振水擊模式，否則，檢測(cè)中頻頻段內(nèi)的峰值所對(duì)應(yīng)的頻率是否在[q5,q6]范圍內(nèi)，若在，則為剪切液幕模式；或者，檢測(cè)低頻頻段峰值所對(duì)應(yīng)的頻率是否在[q1,q2]范圍內(nèi)，同時(shí)檢測(cè)中頻頻段內(nèi)的峰值所對(duì)應(yīng)的頻率是否在[q3,q4]范圍內(nèi)，若同時(shí)滿足這兩個(gè)條件則也為剪切液幕模式，若不滿足，則為其他模式。

所述除塵器氣相壓力波動(dòng)頻率主要集中范圍為0-30Hz，并將頻率范圍分成低0-10Hz、中10-20Hz、高20-32Hz三個(gè)頻段。

微弱波動(dòng)模式高頻段的峰值范圍為0-20020，卷吸氣泡模式高頻段的峰值范圍為1.51851E+6,2.53083E+7。

所述規(guī)定阻力值A(chǔ)為300Pa。

本實(shí)用新型的有益效果是：除塵器運(yùn)行時(shí)，壓力除塵器能夠獲取除塵器的阻力值，風(fēng)速儀風(fēng)速，液位傳感器獲取水槽內(nèi)的液位值，并傳遞給計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并將相關(guān)特征向量與樣本進(jìn)行比較，從而及時(shí)有效的判別除塵器內(nèi)部氣液耦合狀態(tài)，判斷其除塵效果，減少除塵器以非工況模式運(yùn)行，間接地提高其整體除塵效果，保證除塵器能在高效節(jié)能的模式下運(yùn)行，從而減少因除塵器運(yùn)行效果導(dǎo)致顆粒物大量逃逸的情況發(fā)生，提高了除塵器的綜合除塵效率。

附圖說(shuō)明

附圖1是一種除塵器氣液混合狀態(tài)的識(shí)別裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖2是引壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖3是液面?zhèn)鬟f及穩(wěn)定調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖4是一種除塵器氣液混合狀態(tài)的識(shí)別裝置的智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)程序框圖。

附圖5A1為液位42mm及風(fēng)速2.25m/s下的頻譜圖。

附圖5A2為液位42mm及風(fēng)速4.93m/s下的頻譜圖。

附圖5A3為液位42mm及風(fēng)速9.45m/s下的頻譜圖。

附圖5A4為液位42mm及風(fēng)速9.13m/s下的頻譜圖。

附圖5B1為液位24mm及風(fēng)速2.68m/s下的頻譜圖。

附圖5B2為液位24mm及風(fēng)速5.55m/s下的頻譜圖。

附圖5B3為液位24mm及風(fēng)速7.82m/s下的頻譜圖。

附圖5B4為液位24mm及風(fēng)速9.10m/s下的頻譜圖。

附圖5C1為液位10mm及風(fēng)速1.05m/s下的頻譜圖。

附圖5C2為液位10mm及風(fēng)速2.25m/s下的頻譜圖。

附圖5C3為液位10mm及風(fēng)速4.32m/s下的頻譜圖。

附圖5C4為液位10mm及風(fēng)速8.89m/s下的頻譜圖。

附圖5D1為液位0mm及風(fēng)速0.09m/s下的頻譜圖。

附圖5D2為液位0mm及風(fēng)速2.07m/s下的頻譜圖。

附圖5D3為液位0mm及風(fēng)速3.62m/s下的頻譜圖。

附圖5D4為液位0mm及風(fēng)速7.62m/s下的頻譜圖。

附圖5E1為液位-13mm及風(fēng)速0.30m/s下的頻譜圖。

附圖5E2為液位-13mm及風(fēng)速1.05m/s下的頻譜圖。

附圖5E3為液位-13mm及風(fēng)速2.85m/s下的頻譜圖。

附圖5E4為液位-13mm及風(fēng)速5.85m/s下的頻譜圖。

附圖5F1為液位-23mm及風(fēng)速0.33m/s下的頻譜圖。

附圖5F2為液位-23mm及風(fēng)速0.58m/s下的頻譜圖。

附圖5F3為液位-23mm及風(fēng)速1.85m/s下的頻譜圖。

附圖5F4為液位-23mm及風(fēng)速6.05m/s下的頻譜圖。

圖中，1.除塵器，2.水槽，3.進(jìn)氣通道，4.節(jié)流板，5.除塵腔，6.限流板，7.脫水板，8.除塵風(fēng)機(jī)，9.液面?zhèn)鬟f及穩(wěn)定調(diào)節(jié)裝置，10.取壓點(diǎn)，11.引壓裝置，11-1.內(nèi)螺紋，11-2.外螺紋，11-3.集水槽，11-4.排水管，12.風(fēng)速儀，13.液位傳感器，14.壓力傳感器，15.數(shù)據(jù)采集卡，16.計(jì)算機(jī)，17.液面。

具體實(shí)施方式：

結(jié)合圖1、圖2、圖3可以看出，一種除塵器1氣液混合狀態(tài)的識(shí)別裝置，包括引壓裝置11、液位傳感器13、風(fēng)速儀12、液面?zhèn)鬟f及穩(wěn)定調(diào)節(jié)裝置9、壓力傳感器14、數(shù)據(jù)采集卡15和計(jì)算機(jī)16；所述除塵器1包括進(jìn)氣通道3、水槽2、除塵腔5、限流板6、脫水板7和除塵風(fēng)機(jī)8，所述進(jìn)氣通道3設(shè)于水槽2一側(cè)，除塵腔5、限流板6、脫水板7以及除塵風(fēng)機(jī)8順次設(shè)于水槽2上方，進(jìn)氣通道3與水槽2連接的一端設(shè)置節(jié)流板4，形成節(jié)流口；所述風(fēng)速儀12安裝在進(jìn)氣通道3內(nèi)；所述液面?zhèn)鬟f及穩(wěn)定調(diào)節(jié)裝置9安裝在節(jié)流口的下方；液面?zhèn)鬟f及穩(wěn)定調(diào)節(jié)裝置9為長(zhǎng)方形擋板，其與槽體底面垂直安裝，并與槽體安裝進(jìn)氣通道3一側(cè)的側(cè)壁之間形成液位測(cè)量室，擋板的頂端向槽體側(cè)壁弧形延伸將液位測(cè)量室頂口封閉，擋板下部沿其長(zhǎng)度設(shè)置連通液位測(cè)量室和槽體的通液孔，液位傳感器13設(shè)于空間內(nèi)部上方；所述引壓裝置11安裝在除塵風(fēng)機(jī)8的下方；所述引壓裝置11的主體為一個(gè)L形管道，其橫向管體的端部設(shè)有外螺紋11-2與除塵器1內(nèi)部設(shè)置的取壓點(diǎn)10螺紋連接，縱向管體位于除塵器1外部，其端部設(shè)有內(nèi)螺紋11-1，與壓力傳感器14螺紋連接，管道內(nèi)部沿拐彎處的外緣管壁設(shè)置凹陷的集水槽11-3，集水槽11-3連接有向下的排水管11-4，工作狀態(tài)下L形管道的外端以端蓋密封；所述風(fēng)速儀12、液位傳感器13和壓力傳感器14均與數(shù)據(jù)采集卡15連接，數(shù)據(jù)采集卡15連接計(jì)算機(jī)16，構(gòu)成除塵器1監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

所述引壓管管道內(nèi)徑6-10mm。

所述引壓管總長(zhǎng)度控制在12cm以內(nèi)，其中垂直方向3-5cm。

所述取壓點(diǎn)10設(shè)置在除塵風(fēng)機(jī)8的風(fēng)口下方。

所述端蓋的設(shè)置可以防止除塵器1中的液相進(jìn)入壓力傳感器14中，對(duì)采集到的壓差信號(hào)產(chǎn)生影響，引起不必要的誤差。

所述液面?zhèn)鬟f及穩(wěn)定調(diào)節(jié)裝置9選用耐腐蝕材料制成。

所述液面?zhèn)鬟f及穩(wěn)定調(diào)節(jié)裝置9距離與其較近的槽體側(cè)壁壁面10-20cm。

所述液面?zhèn)鬟f及穩(wěn)定調(diào)節(jié)裝置9的通液孔孔徑為擋板寬度的1/15-1/20，錯(cuò)位分布設(shè)置。此裝置左側(cè)液相(即此裝置與左側(cè)約束壁面之間的液相)與除塵腔5中波動(dòng)劇烈的不易直接測(cè)量其位置的液相連通，利用連通器原理，將除塵腔5中的波動(dòng)較大不易測(cè)量其位置的液面17傳遞到此裝置的左側(cè)的較為穩(wěn)定的液面17，減少氣相波動(dòng)對(duì)液面17的影響，穩(wěn)定液面17位置，便于測(cè)量。

所述液位傳感器13選用市場(chǎng)普遍采用的傳感器，量程:0～0.6m，信號(hào)輸出:0～5V DC，響應(yīng)時(shí)間≤5ms，重復(fù)精度±1.0mm，環(huán)境溫度-30～+85℃。

數(shù)據(jù)采集卡15選用市場(chǎng)常規(guī)高速采集卡，采樣頻率不低于1kHz，采樣點(diǎn)數(shù)不低于5120。

計(jì)算機(jī)16選用市場(chǎng)常規(guī)計(jì)算機(jī)，系統(tǒng)要求不低于windows Xp，內(nèi)存2GB。

結(jié)合圖4和圖5A1-圖5F4，一種除塵器1氣液混合狀態(tài)的識(shí)別方法，第一步：對(duì)各種風(fēng)速及液位運(yùn)行狀態(tài)下除塵器1出口的壓力波動(dòng)信號(hào)進(jìn)行采集，然后進(jìn)行功率譜密度分析，得出自激式除塵器1氣相壓力波動(dòng)頻率主要集中在0-30Hz范圍內(nèi)，選取不同液位不同風(fēng)速的壓力信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，得功率譜密度PSD分布變化情況，除塵器1氣相PSD圖隨氣液耦合狀態(tài)不同，具有明顯特征；

當(dāng)b0<0mm，風(fēng)速較小時(shí)，PSD圖在頻率2Hz附近具有明顯的主頻，且其它頻段PSD值非常微弱，如圖5A1、5B1和5C1所示，結(jié)合氣液兩相耦合狀態(tài)可以看出，該狀態(tài)是氣液耦合的微弱波動(dòng)模式，此時(shí)，液相和氣相都以2Hz左右的固定頻率波動(dòng)。

隨氣流速度增大，氣液耦合進(jìn)入共振水擊模式，PSD圖表現(xiàn)為明顯的“貼壁效應(yīng)”，氣相壓力波動(dòng)主頻集中在較低頻率，如圖5A3、5B2和5C2，這是由于共振水擊時(shí)，液面17發(fā)生較大幅度的整體前后波動(dòng)，頻率較小，其它頻率范圍的波動(dòng)沒(méi)有明顯的波峰存在；低頻波峰的峰值明顯高于附近流速的非共振狀態(tài)的峰值，這說(shuō)明，共振水擊的能量主要集中于維持低頻的液面17波動(dòng)。

隨風(fēng)速進(jìn)一步增大，共振水擊逐步過(guò)渡到剪切液幕模式，氣相壓力PSD圖在高頻段出現(xiàn)明顯的波峰，如圖5A4、5B4和5C4，在頻率18Hz左右，三個(gè)液位的PSD圖都出現(xiàn)明顯的波峰，且隨液位升高該波峰出現(xiàn)頻率有增大趨勢(shì)；這一現(xiàn)象主要是由于進(jìn)入剪切液幕模式后，氣流對(duì)液面17形成連續(xù)的剪切作用，產(chǎn)生大量液滴或液幕，氣相的壓力波動(dòng)直接反應(yīng)了液相的這一變化過(guò)程。而介于共振水擊和剪切液幕模式之間的區(qū)域，則在0-20Hz范圍內(nèi)出現(xiàn)多個(gè)規(guī)律性不明顯的波峰，該頻段內(nèi)的PSD值分布也較為 平均，如圖5B3和5C3，多個(gè)波峰的出現(xiàn)主要由于共振水擊過(guò)渡段還存在一定量的液面17大幅波動(dòng)，造成波動(dòng)過(guò)程中節(jié)流口大量液滴、液幕激發(fā)對(duì)氣相壓力的影響，整體的平均分布則主要由于氣流速度增大，提高了氣液混合效果，使波動(dòng)頻率在大范圍內(nèi)都存在。

隨液位升高(b0≥0mm)，氣相壓力PSD圖的總體變化趨勢(shì)與較低液位時(shí)相近，在細(xì)節(jié)趨勢(shì)上有所差別。當(dāng)除塵器1處于靜液位差模式時(shí)，PSD圖在較低頻率(0-8Hz)范圍內(nèi)有一個(gè)較為明顯的波峰，這個(gè)波峰是處于節(jié)流液位差時(shí)，氣流以鼓泡形式通過(guò)除塵器1所產(chǎn)生的壓力波動(dòng)變化，如圖5D1、5E1和5F1，圖5D1在該頻段內(nèi)的波動(dòng)較為凌亂，主要是由于b0＝0mm，在氣流速度較低時(shí)，氣流對(duì)液面17有鼓泡和剪切兩種形式，使氣流壓力的變化具有多個(gè)波峰。

而隨氣流速度進(jìn)一步升高，氣液耦合進(jìn)入卷吸氣泡模式，存在和低液位剪切液幕模式的PSD圖類似的波形，在20Hz附近形成一個(gè)副波峰；不過(guò)在0-10Hz頻段內(nèi)的PSD值都較高，分布較為平均，如圖5D4、5E4和5F4。這是由于進(jìn)入卷吸氣泡模式，氣液混合非常充分，氣流攜帶大量液體進(jìn)入除塵腔5，同時(shí)大量液體又包裹了大量液滴進(jìn)入液體內(nèi)部，混合的復(fù)雜程度使壓力波動(dòng)的頻段分布較多，出現(xiàn)了0-10Hz范圍內(nèi)的較平均分布。

由此發(fā)現(xiàn)，各模式具有其獨(dú)特的特征向量，從而提取出能分別區(qū)分出不同模式下的特征向量(如功率譜波峰峰值、頻率等)的值，然后，整理出各特征向量值的范圍，并進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算，確定各模式下特征向量的對(duì)應(yīng)區(qū)間。

分析研究發(fā)現(xiàn)，功率譜密度圖中各頻段的峰值范圍、相對(duì)峰值峰值范圍及不同情況下峰值所對(duì)應(yīng)的頻率范圍，并結(jié)合前期研究的除塵器阻力特性及特定位置處的液位參數(shù)能夠很好地識(shí)別除塵器內(nèi)部流型。

第二步對(duì)功率譜密度曲線進(jìn)行識(shí)別，判斷氣液混合狀態(tài)：功率譜密度曲線中的特征波形能表現(xiàn)除塵器1氣液混合狀態(tài)的典型特征，通過(guò)對(duì)功率譜密度曲線的典型特征的識(shí)別來(lái)達(dá)到識(shí)別氣液混合狀態(tài)的目的，實(shí)施過(guò)程如下:

首先，通過(guò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)壓力波動(dòng)原始信號(hào)進(jìn)行采集，且得到其功率譜密度圖；

其次，對(duì)原始信號(hào)和功率譜密度圖進(jìn)行分析，提取區(qū)分度較高的相關(guān)特征向量：

第一，提取各模式下功率譜密度圖中第一頻段(如0-5HZ頻率段)最大峰值，第二頻段(如5-10HZ頻率段)最大峰值，以此類推，到第n頻段內(nèi)的最大峰值，然后，整理出各模式下的各頻段峰值范圍，如下表1：

表1

第二，計(jì)算出全部情況下第二頻段，第三頻段…第n頻段相對(duì)于第一頻段的值(即第二頻段，第三頻段…第n頻段占第一頻段的百分?jǐn)?shù))，并整理出各模式下的相對(duì)峰值范圍，如下表2：

表2

研究發(fā)現(xiàn)，基于以上兩個(gè)特征向量范圍，微弱波動(dòng)模式、卷吸氣泡模式與其他三種模式具有較高的區(qū)分度，能很好地將其分別識(shí)別出來(lái)。然后，由原始信號(hào)，測(cè)出其阻力大小，根據(jù)除塵器1阻力特性，檢測(cè)其阻力值是否大于規(guī)定值，再結(jié)合節(jié)流口處除塵腔5對(duì)側(cè)的液位，通過(guò)液位傳感器13檢測(cè)是否在靜液位差模式下的特定液位范圍[y1,y2]內(nèi)，若是，則除塵器1內(nèi)部流動(dòng)形態(tài)為靜液位差模式；若不是，則為剪切液幕模式或者共振水擊模式。而后，檢測(cè)低頻頻段峰值所對(duì)應(yīng)的頻率是否在[n1,n2]范圍內(nèi)(發(fā)生時(shí)共振低頻頻率波動(dòng)范圍)，同時(shí)檢測(cè)中頻頻段內(nèi)的峰值所對(duì)應(yīng)的頻率是否在[n3,n4]范圍內(nèi)(發(fā)生共振時(shí)的中頻波動(dòng)范圍)，若同時(shí)滿足這兩個(gè)條件則為共振水擊模式，否則，檢測(cè)中頻頻段內(nèi)的峰值所對(duì)應(yīng)的頻率是否在[q5,q6]范圍內(nèi)(發(fā)生剪切時(shí)的中頻波動(dòng)范圍)，若在，則為剪切液幕模式；或者，檢測(cè)低頻頻段峰值所對(duì)應(yīng)的頻率是否在[q1,q2]范圍內(nèi)(發(fā)生小剪切時(shí)低頻頻率波動(dòng)范圍)，同時(shí)檢測(cè)中頻頻段內(nèi)的峰值所對(duì)應(yīng)的頻率是否在 [q3,q4]范圍內(nèi)(發(fā)生小剪切時(shí)的中頻波動(dòng)范圍)，若同時(shí)滿足這兩個(gè)條件則也為剪切液幕模式，若不滿足，則為其他模式。

實(shí)施例

對(duì)于本實(shí)驗(yàn)室研究的這種特定的除塵器1氣液混合狀態(tài)的識(shí)別裝置而言，其實(shí)施辦法如下：

首先，對(duì)各工況模式下的功率譜進(jìn)行分析(如上面的第一步所述)

其次，基于功率譜密度圖分析，提取各模式下的特征向量，

第一，將能量主要集中的頻率域劃分為三個(gè)頻率段(即上述n的值為3)，然后，分別提取各模式下功率譜密度圖中第一頻段(0-10HZ頻率段)最大峰值，第二頻段(10-20HZ頻率段)最大峰值，第三頻段(20-32HZ頻段)最大峰值，然后，整理出各模式下的各頻段峰值范圍，如下表3：

表3

第二，計(jì)算出全部情況下第二頻段，第三頻段相對(duì)于第一頻段的值(即第二頻段，第三頻段占第一頻段的百分?jǐn)?shù))，并整理出各模式下的相對(duì)峰值范圍，如下表4：

表4

研究發(fā)現(xiàn)，基于以上兩個(gè)特征向量范圍，微弱波動(dòng)模式、卷吸氣泡模式與其他三種 模式具有較高的區(qū)分度，能很好地將其分別識(shí)別出來(lái)。然后，由原始信號(hào)，測(cè)出其阻力大小，根據(jù)除塵器1阻力特性，檢測(cè)其阻力值是否大于某一特定的規(guī)定值，再結(jié)合節(jié)流口處除塵腔5對(duì)側(cè)的液位，通過(guò)液位傳感器13檢測(cè)是否在靜液位差模式下的特定液位范圍[16.5,18](即上述y1，y2的值分別為16.5,18)內(nèi)，若是，則除塵器1內(nèi)部流動(dòng)形態(tài)為靜液位差模式；若不是，則為剪切液幕模式或者共振水擊模式。而后，檢測(cè)低頻頻段峰值所對(duì)應(yīng)的頻率是否在[0,0.3](即上述n1，n2的值分別為0,0.3)范圍內(nèi)(發(fā)生時(shí)共振低頻頻率波動(dòng)范圍)，同時(shí)檢測(cè)中頻頻段內(nèi)的峰值所對(duì)應(yīng)的頻率是否在[10,15](即上述n3，n4的值分別為10,15)范圍內(nèi)(發(fā)生共振時(shí)的中頻波動(dòng)范圍)，若同時(shí)滿足這兩個(gè)條件則為共振水擊模式，否則，檢測(cè)中頻頻段內(nèi)的峰值所對(duì)應(yīng)的頻率是否在[15,20](即上述q5，q6的值分別為15,20)范圍內(nèi)(發(fā)生剪切時(shí)的中頻波動(dòng)范圍)，若在，則為剪切液幕模式；或者，檢測(cè)低頻頻段峰值所對(duì)應(yīng)的頻率是否在[6.4,7.4](即上述q1，q2的值分別為6.4，7.4)范圍內(nèi)(發(fā)生小剪切時(shí)低頻頻率波動(dòng)范圍)，同時(shí)檢測(cè)中頻頻段內(nèi)的峰值所對(duì)應(yīng)的頻率是否在[10,12.6](即上述q3，q4的值分別為10，12.6)范圍內(nèi)(發(fā)生小剪切時(shí)的中頻波動(dòng)范圍)，若同時(shí)滿足這兩個(gè)條件則也為剪切液幕模式，若不滿足，則為其他模式。