1近红外光谱分析技术基础1

1.1近红外光谱技术发展1

1.1.1近红外光谱技术特点1

1.1.2近红外光谱技术的应用2

1.1.3近红外技术在两相流方面的应用4

1.2近红外光谱分析原理7

1.2.1近红外光谱分析的基本原理7

1.2.2近红外光谱的分析过程9

1.2.3近红外光谱仪的基本构成10

1.2.4近红外光谱定量分析方法10

参考文献19

2径向探测气液两相流近红外光谱吸收特性研究23

2.1理论分析23

2.1.1红外吸收光谱的基本原理及产生条件23

2.1.2红外吸收光谱的区域及分类23

2.1.3红外技术检测相含率的原理23

2.2相含率检测装置设计24

2.2.1实验装置介绍24

2.2.2管道及探头设计29

2.3相含率检测41

2.3.1单探头在水平及垂直管道上的相含率检测实验41

2.3.2多探头在水平管道上的检测实验50

2.4数据处理及模型构建62

2.4.1单探头在水平及垂直管段的数据分析62

2.4.2多探头在水平管段实验的数据分析68

参考文献75

3轴向探测气液两相流近红外光谱吸收特性研究76

3.1测量装置设计76

3.1.1气液两相流相含率检测装置的设计76

3.1.2轴向气液两相流相含率检测装置设计80

3.1.3竖直管八通道气液两相流相含率检测装置的设计84

3.2传感器及检测电路系统设计85

3.2.1近红外传感器测量系统构成85

3.2.2近红外光强信号采集、储存系统87

3.2.3检测电路设计88

3.3实验测试90

3.3.1近红外光线的定性分析90

3.3.2液相动态试验与分析96

3.3.3气相动态试验与分析103

3.4实验结果分析104

3.5单探头及多探头实验数据106

3.6相含率测量模型110

3.6.1经典两相流虚高模型比较与相对误差分析110

3.6.2基于流出系数的流量测量模型110

参考文献113

4长喉颈文丘里管与近红外光谱技术的气液两相流测量114

4.1近红外光谱分析原理概述114

4.1.1交界面对近红外光线折射和反射作用117

4.1.2对比分析117

4.2测量装置设计118

4.2.1新型测量装置的基本结构119

4.2.2新型测量装置的仿真定型120

4.3实验测试及单探头和多探头实验124

4.3.1液相流量测量实验124

4.3.2泡状流相含率与流量测量实验125

4.3.3弹状流相含率与流量测量实验125

4.4实验结果分析125

4.4.1液相流量测量结果125

4.4.2泡状流相含率与流量测量结果129

4.4.3弹状流相含率与流量测量实验结果143

参考文献152

5基于矩形差压流量计的近红外系统结构优化及测量模型153

5.1概述153

5.1.1气液两相流动研究现状153

5.1.2差压流量计与近红外检测技术154

5.1.3气液两相流的特性参数155

5.2新型矩形气液两相流检测装置设计156

5.2.1概述156

5.2.2新型矩形气液两相流检测装置设计方案157

5.2.3新型矩形气液两相流检测装置的基本结构158

5.3矩形差压流量计仿真研究161

5.3.1气液两相流动的基本方程161

5.3.2计算流体动力学简介162

5.3.3模型建立与边界条件设置162

5.3.4仿真迭代参数设置163

5.3.5影响差压值的结构确定165

5.3.6确定取压孔位置180

5.4测量系统搭建与单相流动实流标定实验181

5.4.1新型矩形气液两相流检测装置实物181

5.4.2测量系统搭建182

5.4.3流出系数标定实验185

5.5气液两相流动态实验与分析187

5.5.1气液两相流相含率测量模型结果与分析188

5.5.2气液两相流流量测量模型196

5.5.3基于两相差压的流量测量模型201

参考文献203

6近红外单点与面阵探头测量特性对比与测量模型204

6.1实验测试设计204

6.1.1实验平台介绍204

6.1.2长喉颈文丘里装置和矩形视窗装置结构比较205

6.1.3单相流与两相流工况点设计207

6.1.4近红外波长选定实验208

6.2实验装置测量数据分析对比211

6.2.1两种实验装置的单相流红外实验211

6.2.2两种实验装置的泡状流两相流红外实验212

6.2.3两种实验装置的环状流两相流红外实验218

6.2.4两种实验装置的弹状流两相流红外实验223

6.3两相流的相含率检测224

6.3.1泡状流相含率检测224

6.3.2环状流相含率检测228

6.3.3弹状流相含率检测233

6.4两相流的流量测量235

6.4.1实验装置单相流差压实验239

6.4.2泡状流流量测量242

6.4.3环状流及弹状流流量测量243

参考文献246