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GCX-18C通用智能型電工、電子實驗室設(shè)備

GCX-18C通用智能型電工、電子實驗室設(shè)備　通用智能型電工、電子實驗室實驗室功能：裝置提供了齊全的各種電源及信號源，以及各種儀表，為學(xué)生提供了一個完全開放的，可充分發(fā)揮創(chuàng)新潛能的平臺，在此平臺上，可以做電工電子常用實驗，還可做技能競賽、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計和科技開發(fā)；而且模塊維修方便，可放手讓學(xué)生操作、試驗，無后顧之憂。該設(shè)備依據(jù)《電工基礎(chǔ)》課程實驗，以模塊化形象化的思路精心組織設(shè)計而成，它將現(xiàn)有傳統(tǒng)知識型課程重組為模塊化課程, 適合于各類院校的 "電路分析"、"電工學(xué)"等課程教學(xué)實驗，也可與其它教材配合使用。●實訓(xùn)屏斜面式設(shè)計，學(xué)員操作時可站可坐，很符合人體工程學(xué)。●設(shè)備的高度控制在1.2米以下，學(xué)員坐立操作時，視線完全不受設(shè)備阻擋，可清楚地觀看教師在講臺上的授課，使設(shè)備在實訓(xùn)室中可以因地制宜地布局，增加了設(shè)備布局的靈活性，增強了設(shè)備的場地利用率。●實訓(xùn)臺的兩用功能：一用為可提供各種電源及控制按鈕(左邊設(shè)計為操作面板)；二用為可放示波器及函數(shù)信號發(fā)生器(右邊設(shè)計成空位)。一、產(chǎn)品的特點：電工電子實驗室設(shè)備具有較完善的安全保護措施，較齊全的功能（詳見實驗臺結(jié)構(gòu)簡介）。實驗桌中央配有通用電路板，電路板注塑而成，表面布有九孔成一組相互聯(lián)通的插孔，元件盒在其上任意拼插成實驗電路，元件盒盒體透明，直觀性好，盒蓋印有永不褪色元件符號，線條清晰美觀。盒體與盒蓋采用較科學(xué)的壓卡式結(jié)構(gòu)，維修拆裝方便。元器件放置在實驗桌下邊左右柜內(nèi)，大大提高了管理水平，規(guī)劃化程度，大大減輕了教師實驗準備工作。二、實驗臺及操作桌結(jié)構(gòu)：1．實驗臺外殼尺寸：123×35×20cm2．三相保險座3．三相電源輸入指標(biāo)4．總開關(guān)：實驗臺電源總開關(guān)，帶漏電、過載保護5．試驗按鈕：試驗漏電開關(guān)漏電功能6．電源輸入指示1只7．電源輸出指示3只(紅、綠、黃三色)8．交流電壓表：指示輸出線電壓9．電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)：與電壓表配合使用，監(jiān)示輸出線電壓的大小與對稱情況10．接線座5只：A單元三相四線及地線輸出11．電流表W相電流輸出指示12．O/I開關(guān)：三相四線電源輸出控制(提高安全系數(shù))13．接線座2只：B單元交流低壓電源輸出14．電表(2A)：B單元交流電流指示15．旋鈕：B單元3-24V交流低壓選擇輸出16．開關(guān)：C單元雙路直流穩(wěn)壓電源開關(guān)17．旋鈕：C單元雙路Ⅰ路穩(wěn)流調(diào)節(jié)18．旋鈕：C單元雙路Ⅱ路穩(wěn)流調(diào)節(jié)19．接線座2只：C單元Ⅰ路直流穩(wěn)壓輸出20．保險座：C單元雙路穩(wěn)壓電源保險21．電表4只：雙路穩(wěn)壓電源電壓、電流指示22．接線座：D單元直流5V穩(wěn)壓輸出23．電表：D單元電流0.5V輸出指示24．開關(guān)1：控制各低壓交流電、信號源25．開關(guān)2：控制E單元交直流調(diào)壓電源26．電表：E單元交流電壓輸出指示27．接線座4只：E單元交流、直流輸出口28．旋鈕：E單元0～240V電壓調(diào)節(jié)29．插座：G單元220V輸出插座30．旋鈕：音頻功率放大器音量調(diào)節(jié)31．接線座2只：音頻信號輸入32．按鈕：單次脈使能開關(guān)33．接線座3只：單次脈沖輸出口34．電表：函數(shù)發(fā)生器正弦波輸出電壓指示35．旋鈕：正弦波輸出三級衰減幅度粗調(diào)36．旋鈕：正弦波輸出口37．接線座：正弦波輸出口38．旋鈕：矩形波輸出幅度調(diào)節(jié)39．接線座：三角波輸出口40．旋鈕：函數(shù)信號發(fā)生器頻率細調(diào)41．接線座：矩形波輸出口42．旋鈕：函數(shù)信號發(fā)生器五級頻率粗調(diào)43．電表：函數(shù)發(fā)生器輸出頻率指示44．萬用表：500型45．智能型交流電路測量電表：通過開關(guān)切換可同時測量電路I、U、KW、Kwh、T，八位液晶顯示。46．實驗桌面尺寸：160×70cm47．通用電路板：規(guī)格35×90cm，元件盒在其上任意拼插進行實驗48．儲存板：放置元件盒49．左儲存柜：放置儲存板（帶門鎖）50．抽屜：放置常用工具51．右儲存柜：放置儲存板（帶門鎖）52．示波器：型號不限（用戶自備）53．工具三、實驗臺主要技術(shù)指標(biāo)：1、輸入工作電源：三相四線2、輸出電源及信號A單元：三相四線B單元：交流3、6、9、12、15、18、24VC單元：雙路恒流穩(wěn)壓電源（具有過載及短路保護功能），二路輸出電壓都為0～30V，內(nèi)置式繼電器自動換檔，由多圈電位器連續(xù)調(diào)節(jié)，使用方便，輸出*電流為2A，具有預(yù)設(shè)式限流保護功能。電壓穩(wěn)定度：<10-2 負載穩(wěn)定度：<10-2 紋波電壓：<5mvD單元：直流穩(wěn)壓5V，電流0.5AE單元：交直流電壓0～240V連續(xù)可調(diào)，電流2AF單元：220V電壓輸出，供外接儀器使用。3、單次脈沖源：每次均可輸出一對正負脈沖4、函數(shù)信號發(fā)生器（正弦波、三角波、矩形波）①頻率范圍：5HZ-550KHZ分五個頻段②頻率指示：由HZ表直接讀出③電壓輸出范圍：正弦波：5HZ-250KHZ>4.5V、250KHZ-550KHZ>3.5V三級衰減：0db、20db、40db具有連續(xù)細調(diào)矩形波：5HZ-250KHZ>4.5V、250KHZ-550KHZ>3.5V，幅度連續(xù)可調(diào)三角波：5HZ-550KHZ>１V5、音頻功率放大器：輸入音頻電壓不低于10mv，輸出功率不小于1W，音量可調(diào)，內(nèi)有喇叭，用于放大器電路擴音，也可作信號尋跡儀器使用。6、智能型多功能交流測量電表：精度1.0級，能同時測量電路電流I、電壓U、功率Kw、電能Kwh和工作時間T，八位液晶顯示。7、絕緣電阻：>5MΩ8、漏電保護：漏電動作電流≤30mA四、結(jié)構(gòu)與配備（以二十四座為例）1、實驗桌：12臺學(xué)生實驗桌，一臺兩座，桌子外形尺寸：160×70×80cm。桌中央配置通用九孔電路板(尺寸：35×90cm )根據(jù)實驗電路在其上任意拼插元件盒成實驗電路，元件盒盒體透明直觀，內(nèi)裝元件一目了然，盒蓋印有永不褪色元件符號，盒蓋與盒體結(jié)合采用較科學(xué)的壓卡式結(jié)構(gòu)，維修拆裝方便。每張臺桌配有一粒膠皮板，保護通用底板與桌面（如需在桌上放置電動機、焊接等）桌下部是元件儲存柜，放置實驗元器件。2、示教控制臺：1臺示教控制臺，分別控制12臺學(xué)生臺的電源。通用電路板演示屏立在實驗臺上，演示屏尺寸為160×70cm。用于講解、演示。3、實驗臺：13臺，學(xué)生實驗桌及示教控制臺上各配1臺。4、器材配備：13臺180W電動機，26只時間繼電器，26只熱繼電器，65只交流接觸器，156只交直流電表，13只MF-47萬用表，13套剝線鉗、螺絲刀等工具，13套實驗所需電阻、電位器、電感線圈、變壓器、二極管、三極管、場效應(yīng)管、集成電路、集成座、可控硅、邏輯電平開關(guān)及邏輯電平指示、傳感器件等元件盒（元件已裝在元件盒內(nèi)）。5、用戶自備器材：示波器（型號不限），晶體管毫伏表，滑線變阻器等。五、實驗項目：（1）電工實驗　　　　　　　1．電工測量儀表的使用　　　　　　　2．常用元件的識別與檢測　　　　　　3．線性元件與非線性元件的伏安特性4．電源的外特性　　　　　　　5．電位值、電壓值的測定　　　　6．電流表和電壓表的擴程　　　　　　　7．基爾霍夫定律的驗證　　　　8．驗征楞次定律9．迭加原理與互易定理的驗證　　　　　10．戴維南定理與諾頓定理的驗征　　　　11．電壓源與電流源的等效變換　　　　　12．受控源特性的研究　　　　　　　　　13．一階電路實驗　　　　　　　　　　　14．二階電路的過渡過程15．研究LC元件在直流和交流電路中的特性16．負載獲得*功率的條件17．交流電路參數(shù)的測量18．正弦交流電路中RLC元件的特性19．RL及RC串聯(lián)電路實驗20．RLC串聯(lián)諧振電路21．日光燈電路的連接及功率因數(shù)改善22．三相負載的星、三角接法23．三相電路及功率的測量24．R-C選頻網(wǎng)絡(luò)的研究25．二端口網(wǎng)絡(luò)研究　26．單相變壓器實驗　　　　　　27．互感電路實驗28．三相異步電動機的使用與起動29．三相電動機繼電接觸控制的基本電路30．三相電動機Y一△起動控制實驗31．三相電動機的順序控制實驗32．三相電動機能耗制動控制實驗利用上述32項實驗的元器件也可完成下面電路實驗33．最簡單的電路　　　　　　　　　　　34．電路中各點電位與參考點的選擇　　35．電阻的串聯(lián)　　　　　　　　　　　　36．電阻的并聯(lián)　　　　　　　　　　　　37．電阻的混聯(lián)　　　　　　　　　　　　38．電阻分壓器電路　　　　　　　　　　39．全電路歐姆定律　　　　　　　　　　40．電橋的應(yīng)用與平衡條件　　　　　　41．節(jié)點電壓法　　　　　　　　　　　42．回路電壓法　　　　　　　43．支路電流法　　　　　　　　　　　　44．RCL并聯(lián)電路　　　　　　　45．串聯(lián)電路　　　　　　　　　46．變壓器結(jié)構(gòu)及工作原理　　　　　47．基爾霍夫第一定律　　　　　　　　　48．基爾霍夫第二定律　　　　　　　　　49．日光燈電路原理　　50．?dāng)U大電壓表量程　　　　　　　　　51．?dāng)U大電流表量程52．RC電路的過度過程　　　　　　　　53．RL過渡過程　　　　　　　　　　54．電容的串聯(lián)電路　　　　　　　　　55．電容的并聯(lián)電路　　　56．電容器的充放電57．電容器在交直流中的作用58．條形磁鐵在線圈中的運動59．電容的混聯(lián)60．純電阻、電感、電容電路61．磁耦合線圈的順串62．磁耦合線圈的反串63．歐姆表的工作原理64．雙聯(lián)開關(guān)二地控制65．用示波器觀察磁滯回線66．磁路歐姆定律67．兩線圈的互感及同名端68．互感耦合69．提高功率因數(shù)的方法70．單相電路功率的測量71．收錄機電源電路72．濾波電路73．電阻與溫度的關(guān)系:用伏安法測出燈絲在不同電壓下的阻值。74．三相異步電機閘刀控制正轉(zhuǎn)實驗75．具有過載保護的控制線路76．按鈕控制的正反轉(zhuǎn)控制線路77．接觸器控制星一三角降壓起動控制線路（2）電子實驗1．晶體二極管的特性及檢測　　　　　　2．晶體三極管輸入輸出特性3．低頻小信號電壓放大器4．直接耦合兩級放大器5．RC耦合兩級放大器6．負反饋對放大器性能的影響7．變壓器耦合推挽功率放大器8．互補對稱推挽功率放大器(OTL)9．單相半波整流10．單相全波整流11．單相橋式整流12．單相橋式整流濾波13．單結(jié)晶體管特性14．單結(jié)晶體管觸發(fā)電路15．晶閘管簡單測試及可控整流電路16．場效應(yīng)管測試17．串聯(lián)型穩(wěn)壓電壓18．差動放大電路的研究19．集成運放參數(shù)的測試20．集成運放減法電路21．集成運放加法電路22．集成運放積分電路23．集成運放微分電路24．集成運放文氏正弦波振蕩器25．電容三點式振蕩器26．電感三點式振蕩器27．集成穩(wěn)壓電路28．無穩(wěn)態(tài)電路（多諧振蕩器）29．施密特觸發(fā)器30．集成與門邏輯功能測試31．集成非門電路邏輯功能測試32．集成或門電路邏輯功能測試33．集成與非門邏揖功能測試34．CMOS門電路的測試35．基本RS觸發(fā)器36．JK觸發(fā)器37．D觸發(fā)器38．555時基電路的應(yīng)用（方波發(fā)生器)39．二一十進制計數(shù)器40．二一十進制8421譯碼器41．加法器42．減法器43．用集成與非門構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器44．組合邏輯電路利用上述44項實驗元器件也可完成面實驗45．P-N結(jié)單向?qū)щ娞匦?6．三權(quán)管ICBO的測量電路47．三極管ICEO的測量電路48．三極管電流放大　49．三極管的VA特性　50．帶負載的單級小信號電壓放大51．電壓負反饋偏置電路52．分壓式電流負反饋偏置電路53．用熱敏電阻穩(wěn)定工作點54．用二極管穩(wěn)定工作點55．分析Ce對低頻特性的影響56．共基極放大實驗電路　57．共集電極放大實驗電路58．共源極基本放大電路59．場效應(yīng)管自給偏壓放大電路60．場效應(yīng)管分壓式自偏壓電路61．場效應(yīng)管共漏極電路62．場效應(yīng)管共柵極電路63．單管阻容放大電路64．基本直流放大電路65．用電阻提高后級發(fā)射極電位66．用穩(wěn)壓管提高后級發(fā)射極電位67．變壓器耦合放大電路68．甲類功率放大電路69．乙類功率放大電路70．串聯(lián)電流負反饋71．串聯(lián)電壓負反饋電路72．并聯(lián)電壓負反饋電路73．并聯(lián)電流負反饋電路74．兩級放大電路中的負反饋75．射極輸出電路76．自舉射極輸出電路77．用電容衰減高頻電壓　　　　　　　78．用負反饋消除自激振蕩79．電池監(jiān)視電路80．場效應(yīng)管、三極管組成放大電路81．PNP-NPN直接耦合放大電路82．共基共射放大電路83．晶體管開關(guān)作用84．液位光電控制85．簡單的溫控電路86．模擬光控簡易路燈自動開關(guān)電路87．RC移相振蕩器88．雙T選頻網(wǎng)絡(luò)89．雙T選頻網(wǎng)絡(luò)組成的振蕩器90．變壓器反饋式振蕩電路91．場效應(yīng)管變壓器反饋式振蕩電路92．防盜報警電路93．串聯(lián)型晶體振蕩電路94．互補音頻振蕩訊響器95．報警訊響器96．音樂門鈴電路97．電子報警器電路98．差動放大電路的基本形式99．電子門鈴電路100．準互補對稱電路101．三管OTL互補對稱電路102．長尾式差動放大電路103．差動輸入單端輸出104．單端輸入雙端輸出105．單端輸入單端輸出106．雙電源式長尾差動放大電路107．差動式放大器實驗電路108．具有恒流源的差動放大電路措施109．單端輸出差動放大電路的溫諷分析110．閃光器電路111．運算放大器的基本接法112．電流差動式運放用作交流比例放大113．Vos的簡易測量方法114．Aos的簡易測量方法　　　　　　　115．Aod的簡易測量方法　　　　116．共模抑制比Cmrr的簡易測試117．*共模輸入電UIcm的簡易測試118．Yopp的簡易測試119．SR的測量方法120．基本同相放大接法121．運放構(gòu)成的LC振蕩器122．電熱杯調(diào)溫電路123．引到反向端輸入調(diào)零措施124．引到同向端輸入調(diào)零指施125．為使電值不致過大的接法126．利用三極管的基極電流實現(xiàn)Ios的溫度補償127．利用T型網(wǎng)絡(luò)提高等效反饋電阻　128．使互補管工作在甲乙類擴大輸出電流的措施129．對電容負載進行校正時措施　　　　130．反相輸入保護措施131．同相輸入保護措施　　　132．利用穩(wěn)壓管保護器件　　　　　133．電源極性錯接的保護　　　134．電源啟動瞬間過壓保護　　　　135．二極管檢波電路　　　　136．利用PN結(jié)的溫度系數(shù)測量溫度的電路原理137．雙二極管限幅器138．反相運放基本電路　　　139．可變比例放大　　　140．同相運放基本電路　　　141．電壓/電流變換電路　　　142．電流/電壓變換電路143．電壓跟隨器　　　144．差動放大基本電路　　　145．運算放大器的差動輸　　　　146．反相輸入求和運算　　　147．同相輸入求和運算148．雙端輸入求和運算149．基本積分電路150．EG考濾泄漏阻對的積分運算電路　151．提高積分時間常數(shù)的措施152．快速積分電路153．模擬一階微分方程電路154．模擬二階微分方程電路155．基本微分電路156．實用微分電路157．利用間接方法得到近似微分158．基本對數(shù)運算電路159．利用三極管的對數(shù)特性組成對數(shù)運算電路160．反對數(shù)放大的基本電路161．Vo正比于VxVy電路162．簡單的過零此較電路163．具有滯迥特性的比較電路164．雙限比較電路165．利用二級管作為上限檢測幅度選擇電路166．雙限三態(tài)比較電路167．下限檢幅選擇電路168．基本采樣保護電路169．RC無源網(wǎng)終的低通濾波電路170．濾波電路接到組件的同相輸入端171．濾波電路接到組件的反相輸入端172．簡單二階RC濾波電路173．典型RC有源濾波電路174．兩階有源濾波電路175．多路反饋二級有源濾波電路176．典型二階高通有源濾波電路177．基本帶通濾波電路178．典型帶通濾波電路179．用雙T網(wǎng)絡(luò)組成的帶阻濾波180．輸出限幅的反相器181．實用差值運算放大器182．矩形波振蕩電路183．阻容移相觸發(fā)電路184．電熱褥調(diào)溫裝置185．寬度可調(diào)的矩形波發(fā)生器186．簡單的鋸齒波發(fā)生器187．幅頻可調(diào)的鋸齒波發(fā)生器188．單相橋式整流常用畫法電路189．全波整流電路的*反向峰值電壓190．電容濾波電路191．電容濾波帶電阻負載　　　　　192．全波整流電容濾波電路193．RC濾波電路194．多段RC濾波電路　　　195．基本的LC濾波電路　　　196．T型濾波電路　　　197．二倍壓整流電路　　　198．三倍壓整流電路　　　199．基本穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路　　　200．基本調(diào)整管穩(wěn)壓電路　　　201．具有放大環(huán)節(jié)的穩(wěn)壓電路　　　202．調(diào)整管穩(wěn)流電路　　　203．電子濾波器　　　204．串聯(lián)穩(wěn)壓電路　205．并聯(lián)穩(wěn)壓電路206．電子催眠器　　　207．三端集成穩(wěn)壓電路208．正電源輸出可調(diào)的集成穩(wěn)壓電路209．單相全波可控整流210．硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路211．單相半波可控整流212．單相橋式半控整流213．充電用硅整流器原理214．感性負載對晶閘管的影響215．晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通試驗216．反電動勢負載晶閘管電路217．簡易電子調(diào)壓電路218．測試單結(jié)管分壓比n219．單結(jié)管振蕩電路220．單結(jié)管觸發(fā)應(yīng)用電路221．二極管"與"門電路222．三極管"或"門電路223．與邏輯形象化224．或邏輯形象化225．非邏輯形象化226．三極管"非"門227．三極管"與非"門228．三極管"或非"門229．三扳管雙穩(wěn)態(tài)電路230．三極管單穩(wěn)態(tài)電路231．三極管多諧振蕩電路232．置位觸發(fā)電路233．射極耦合雙穩(wěn)態(tài)234．對稱式多諧振蕩器235．環(huán)形多諧振蕩器236．微分型單穩(wěn)態(tài)電路237．集成施密特電路238．矩形波發(fā)生器239．單脈沖電路240．連續(xù)脈沖發(fā)生器

上海計呈教學(xué)設(shè)備有限公司 2025-04-22

基于智能狀態(tài)檢測的超音速旋流凈化系統(tǒng)

項目成果/簡介:摘要超音速旋流凈化技術(shù)是濕煙氣經(jīng)超音速分離器絕熱膨脹至超音速，降溫50-100℃后，其中夾帶的水蒸汽、SOx與溶解性鹽、凝膠粉塵、微塵等成分發(fā)生非均質(zhì)凝結(jié)后予以分離的一種新型氣體凈化技術(shù)，脫除效率最高可達90%，能夠高效地實現(xiàn)煙氣脫白。該技術(shù)同時借助多傳感器融合方法智能診斷和動態(tài)測量流場數(shù)據(jù)，優(yōu)化煙氣“脫白”過程，必要時輔以高壓微霧增強技術(shù)，強化分離凈化效果。相較于傳統(tǒng)的電磁法、煙氣加熱法、煙氣噴淋法等脫白工藝，獨創(chuàng)的基于智能狀態(tài)檢測與診斷控制的分離效率增強技術(shù)能實現(xiàn)煙氣的高效率穩(wěn)定脫白。團隊創(chuàng)新成果與技術(shù)應(yīng)用展示本項目團隊，近十幾年一直從事超音速旋流分離技術(shù)和多相流流場參數(shù)檢測與電學(xué)成像技術(shù)的研究，已分別構(gòu)建了超音速分離裝置和電阻成像（ERT）、電容成像（ECT）及電磁（EMT）等多套系統(tǒng)。現(xiàn)有成熟技術(shù)已為國內(nèi)多家單位，如上海交通大學(xué)、北京石油化工學(xué)院、北方工業(yè)大學(xué)、太原理工大學(xué)、西門子（北京）研究院等，提供了相應(yīng)的電學(xué)成像系統(tǒng)。本項目中所采用的技術(shù)和提出的方法均為自主設(shè)計和開發(fā)，對于已研制超音速旋流分離技術(shù)和流場參數(shù)檢測系統(tǒng)中的一些關(guān)鍵技術(shù)已申請了專利，具有完全的知識產(chǎn)權(quán)。同時開發(fā)過程中使用的所有部件和器件沒有限制級產(chǎn)品，可避免不必要的知識產(chǎn)權(quán)爭端，以及國外技術(shù)壁壘的限制。獨創(chuàng)的基于智能狀態(tài)檢測的超音速旋流凈化系統(tǒng)利用靜電（Electrical Tomography，ES）傳感器和電學(xué)層析成像（Electrical Tomography，ET）傳感器，結(jié)合多源信息融合算法，實現(xiàn)管道內(nèi)氣體的非侵入式流場參數(shù)測量和狀態(tài)診斷。系統(tǒng)將檢測到的信息進行處理和融合，分析超音速分離器內(nèi)的流場情況和濕氣出口的成分變化，并建立異常狀態(tài)檢測與診斷方法，診斷系統(tǒng)狀態(tài)。可被廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、冶金、建材、食品等工業(yè)，如煙氣脫白；石油工業(yè)中油／氣／水混輸過程；冶金、電力工業(yè)中各種氣力物料輸送過程；以及化工、醫(yī)藥、能源等領(lǐng)域中的干燥過程、混合過程、流態(tài)化過程、擴散過程、反應(yīng)過程等普遍涉及多相流測量問題。相較于傳統(tǒng)的處理工藝，超音速旋流凈化技術(shù)中的設(shè)備可靠，工藝過程簡單，投資成本和維護成本很低。核心傳感器和技術(shù)包括靜電（Electrical Tomography，ES）傳感器、電學(xué)層析成像（Electrical Tomography，ET）傳感器和超音速旋流分離技術(shù)。靜電傳感器靜電傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高，可以非侵入測量等特點，近幾十年來發(fā)展迅速，英國貿(mào)工部認為在煤粉的流速、濃度或質(zhì)量流量測量手段中，靜電法是最有前途的方法之一。在檢測機理方面，目前靜電法氣固兩相流檢測可分為接觸電荷轉(zhuǎn)移法與靜電感應(yīng)法兩條路線，對于應(yīng)用最廣泛的內(nèi)壁嵌裝電極式傳感器結(jié)構(gòu)，本團隊發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)移電荷和感應(yīng)電荷經(jīng)電荷放大電路后，不僅體現(xiàn)出不同的信號波形特征，而且從頻域來看，轉(zhuǎn)移電荷形成的信號在整體信號中也占有重要比重。以此為基礎(chǔ)，提出了一系列的感應(yīng)電荷信息和轉(zhuǎn)移電荷信息的解耦方法，提高了顆粒流動參數(shù)測量精度。本團隊建立了帶式靜電感應(yīng)實驗裝置與氣固兩相流計量實驗裝置。帶式靜電感應(yīng)實驗裝置用來模擬帶靜電顆粒流動情況以及相關(guān)測速方法標(biāo)定。氣固兩相流計量裝置為參數(shù)可調(diào)的氣力輸送系統(tǒng)，用于氣固兩相流研究以及顆粒質(zhì)量流量計量標(biāo)定。兩套裝置計量精度均經(jīng)過了天津市計量監(jiān)督檢測科學(xué)研究院的測試。圖1 靜電法技術(shù)成果展示電學(xué)層析成像傳感器電學(xué)層析成像技術(shù)類似醫(yī)學(xué)的CT技術(shù)，通過外圍測量，重構(gòu)截面電學(xué)參數(shù)（電導(dǎo)率/磁導(dǎo)率/介電常數(shù)）分布信息。電學(xué)層析成像技術(shù)根據(jù)測量模態(tài)的不同，主要分為電容層析成像技術(shù)（Electrical Capacitance Tomography，簡稱ECT）、電阻層析成像技術(shù)（Electrical Resistance Tomography，簡稱ERT）和電磁層析成像技術(shù)（Electromagnetic Tomography，簡稱EMT）。系統(tǒng)具備高速測量、多電極組合、多測量模態(tài)切換、可視化、高信噪比和可定制化等特點。本團隊針對重質(zhì)劣質(zhì)油的加工轉(zhuǎn)化的核心設(shè)備——三相流化床，轉(zhuǎn)化效率和產(chǎn)量還存在難以突破設(shè)計瓶頸的問題，在首次提出基于TMR的磁導(dǎo)率EMT方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合ECT 和ERT 等多種模態(tài)的電學(xué)層析成像系統(tǒng)，設(shè)計了基于電/磁雙模層析成像的高固含率氣液固三相流態(tài)化實驗裝置，可實現(xiàn)高固含率條件下，氣液固三相的識別和分相分布參數(shù)的實時測量。圖2 電學(xué)層析成像技術(shù)成果展示圖3 ERT/ECT/EMT系統(tǒng)展示圖4 ECT對油氣潤滑系統(tǒng)中油膜厚度檢測超音速旋流分離技術(shù)超音速旋流分離技術(shù)是結(jié)合旋流分離技術(shù)和冷凝分離技術(shù)的多組分氣體冷凝分離法，具有工藝流程簡單、穩(wěn)定性好、效率高、能耗低等特點，成為近二十年來非常有應(yīng)用價值和商業(yè)前景的新分離技術(shù)。該技術(shù)集膨脹機、氣液分離器和壓縮機于一體，主要由旋流發(fā)生器、超音速噴嘴、分離段和擴壓管組成。其工作原理如下：經(jīng)過前級處理后的含濕氣體導(dǎo)入到超音速分離器內(nèi)，經(jīng)過旋流發(fā)生器，產(chǎn)生加速度為106m/s2的旋轉(zhuǎn)流場；旋轉(zhuǎn)的氣體通過拉伐爾噴管時，會絕熱膨脹至超音速，同時降溫降壓，溫度最大可降低50-100℃，低溫的流場環(huán)境能夠使氣體中的水蒸氣開始凝結(jié)產(chǎn)生相變，出現(xiàn)小液滴；在旋轉(zhuǎn)流場中，凝結(jié)產(chǎn)生的小液滴不斷碰撞、聚并，在強離心力的作用下，被甩至壁面，并在氣體的帶動下，從濕氣出口排出；經(jīng)過處理的干氣在管道中心流動，經(jīng)過擴壓器內(nèi)降速升壓，進行排放。本團隊首次采用Young經(jīng)典成核理論和C-C相平衡方程推導(dǎo)獲得了水蒸汽自發(fā)凝結(jié)Wilson位置解析式，在此基礎(chǔ)上，提出了基于液滴成核和生長模型的非均質(zhì)凝結(jié)模型和跨聲速濕空氣凝結(jié)SST湍流模型，揭示了跨音速兩相凝結(jié)現(xiàn)象“非穩(wěn)態(tài)”不同振蕩模式的流動特性，獲得了使分離效率最大化的最優(yōu)外界核心半徑，深入研究了超音速分離器的流場特性、處理效率和分離特性。圖5 超音速旋流分離器流場測量系統(tǒng)圖6 凝結(jié)液滴參數(shù)測量圖7 中國計量測試學(xué)會科學(xué)技術(shù)進步獎圖8 超音速分離器液相分布仿真預(yù)測針對煙氣的智能狀態(tài)檢測與診斷控制的超音速旋流凈化工藝濕法脫硫后的濕煙氣直接排放會產(chǎn)生“白色煙羽”，由于在脫硫過程中，脫硫漿液與高溫?zé)煔庵苯咏佑|，發(fā)生傳熱傳質(zhì)；一方面水分蒸發(fā)，增加煙氣的含濕量；另一方面，煙氣溫度降低，煙氣攜帶水蒸汽的能力降低。煙氣達到飽和狀態(tài)后，會攜帶部分小液滴，這些攜帶小液滴的飽和濕煙氣經(jīng)除霧器除去絕大部分液滴后，直接經(jīng)煙囪排入大氣，由于環(huán)境溫度比煙氣溫度低，飽和濕煙氣中的水分就會凝結(jié)成小液滴形成“白色煙羽”。白煙中含有較多的溶解性鹽、SO3、凝膠粉塵和微塵等成分，會造成環(huán)境污染。針對上述問題，本團隊首創(chuàng)的基于智能檢測與診斷的超音速旋流凈化工藝解決了傳統(tǒng)煙氣脫白技術(shù)（如煙氣加熱方法、煙氣冷凝再加熱技術(shù)和電磁脫白技術(shù)等）成本高，工藝流程復(fù)雜，維護費勁的問題，具有設(shè)備可靠，工藝過程簡單，投資成本和維護成本很低的特點。該技術(shù)主要是利用超音速旋流分離器的增速降溫原理，將煙氣中的水蒸氣進行凝結(jié)并旋轉(zhuǎn)分離，通過引射器將液滴引至超音速分離器入口，輔以高壓微霧增強技術(shù)，強化脫白效果。在超音速分離器分離段和濕氣出口處安裝本團隊自主研發(fā)的多相流可視化及參數(shù)測量系統(tǒng)（靜電層析成像系統(tǒng)和電學(xué)層析成像系統(tǒng)），結(jié)合智能化成像算法和多元信息融合算法，對管道內(nèi)煙氣的流場參數(shù)進行非侵入式智能測量。系統(tǒng)可根據(jù)測量結(jié)果，分析超音速旋流分離器內(nèi)的流場情況和濕氣出口的成分變化，建立異常狀態(tài)檢測與診斷方法，診斷脫白系統(tǒng)的運行狀態(tài)，同時，指導(dǎo)引射器對液滴量引入的精確控制，進而實現(xiàn)高效穩(wěn)定的煙氣脫白。圖9 針對白煙氣的智能檢測與診斷控制超音速旋流凈化工藝流程知識產(chǎn)權(quán)類型:發(fā)明專利知識產(chǎn)權(quán)編號:2018114554307，2020102445880，ZL2016106973850技術(shù)成熟度:已有樣品技術(shù)先進程度:達到國內(nèi)先進水平成果獲得方式:獨立研究獲得政府支持情況:國家級計劃/專項類別:國家自然科學(xué)基金獲得經(jīng)費:61.00萬元

天津大學(xué) 2021-04-11

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