氣液兩相流動(dòng)廣泛存在于工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中，其流動(dòng)特性及兩相計(jì)量的研究對(duì)于安全生產(chǎn)及能源的高效利用具有重大意義。然而，氣液兩相流復(fù)雜的流動(dòng)特性和多變的相界面分布極大地增加了其測(cè)量的難度，尤其是可視化測(cè)量。目前，氣液兩相流的可視化測(cè)量主要包括射線原理、光學(xué)原理和電學(xué)原理。電學(xué)法由于成本低、可測(cè)量參數(shù)多等優(yōu)點(diǎn)而被大量應(yīng)用，主要的電學(xué)測(cè)量方法包括電阻層析成像（ERT）、電容層析成像（ECT）、基于絲網(wǎng)傳感器（WMS）的成像方法等。WMS相對(duì)于非侵入式的電學(xué)測(cè)量法而言，具有結(jié)構(gòu)和圖像重構(gòu)算法簡(jiǎn)單、成像速度快、開(kāi)發(fā)成本低等優(yōu)點(diǎn)。因此，在可視化測(cè)量方法中，WMS一直是被研究的熱點(diǎn)。

詳細(xì)介紹

絲網(wǎng)成像技術(shù)的基本原理是通過(guò)測(cè)量各個(gè)激勵(lì)極與接收極交叉區(qū)域的平均電阻值或介電常數(shù)，重構(gòu)出被測(cè)流道的截面介質(zhì)分布圖像。應(yīng)用領(lǐng)域涉及氣液兩相流、油氣水三相流以及濕飽和蒸汽等工業(yè)領(lǐng)域。

系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)可分為時(shí)鐘配置、信號(hào)發(fā)生、開(kāi)關(guān)切換以及精準(zhǔn)定時(shí)四個(gè)部分，其中主控制器采用雙外置時(shí)鐘，通過(guò)通信控產(chǎn)生一定頻率的方波信號(hào)。電子模擬開(kāi)關(guān)與主控制器之間采用譯碼器連接，盡可能少的減少主控制器管腳的占用。循環(huán)激勵(lì)過(guò)程中采用定時(shí)器實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)定時(shí)。

電阻絲網(wǎng)成像傳感器的結(jié)構(gòu)如下圖所示。作為一種可視化的成像手段，絲網(wǎng)成像結(jié)果能夠有效地反映管道內(nèi)氣液時(shí)空分布的信息。圖示絲網(wǎng)傳感器采用16*16的正交布局方式，在50 mm管徑中，分辨率為3.125 mm。

以絲網(wǎng)傳感器采用16*16的布局方式為例，其像素點(diǎn)最多為256個(gè)，但是由于管道為原形，導(dǎo)致有效的像素點(diǎn)為208個(gè)。每一個(gè)數(shù)字代表的是各像素點(diǎn)處的接收電壓值，“-"則代表超出了圓形管道的范圍，為無(wú)效的像素點(diǎn)。
采用雙線性內(nèi)插算法在待確定像素點(diǎn)的四個(gè)相鄰像素點(diǎn)的兩個(gè)方向上做線性內(nèi)插，此種算法所得圖像表面在鄰域處是吻合的，并且本質(zhì)上是利用三次多項(xiàng)式進(jìn)行插值的過(guò)程，利用待確定像素點(diǎn)周?chē)?6個(gè)像素點(diǎn)的觀測(cè)值，應(yīng)用三次卷積函數(shù)對(duì)待確定像素點(diǎn)的值進(jìn)行計(jì)算。

性能指標(biāo)

主要功能

軟件采用傳統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)生命周期的方法，采用自頂向下，逐步求精的結(jié)構(gòu)化的軟件設(shè)計(jì)方法。通過(guò)電子模擬開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)循環(huán)切換，電子模擬開(kāi)關(guān)與主控制器之間采用譯碼器連接，循環(huán)激勵(lì)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)定時(shí)。

絲網(wǎng)成像系統(tǒng)：將氣液兩相流經(jīng)絲網(wǎng)產(chǎn)生的電學(xué)信號(hào)經(jīng)插值處理后在屏幕上顯示管道內(nèi)氣液兩相的分布情況。

本軟件主要有以下幾方面的功能：

（1）各幀成像截面數(shù)據(jù)雙立方體插值

（2）插值后數(shù)據(jù)截面成像

（3）形成圖片庫(kù)

（4）生成動(dòng)畫(huà)

（5）運(yùn)行時(shí)鐘設(shè)定

（6）方波信號(hào)產(chǎn)生

（7）電子模擬開(kāi)關(guān)切換

（8）切換時(shí)間設(shè)定

運(yùn)行圖像

絲網(wǎng)傳感器單幀原始數(shù)據(jù)插值后徑向成像圖

絲網(wǎng)成像視頻

（二）長(zhǎng)泡塞流實(shí)驗(yàn)視頻

（三）瞬間泡塞流實(shí)驗(yàn)視頻

（四）絲網(wǎng)2_out_0.5D成像實(shí)驗(yàn)視頻

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