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第一章 过程层析成像技术1

1.1 概述1

1.1.1 过程层析成像的发展历程1

1.1.2 过程层析成像的特点、用途和构成2

1.1.3 过程层析成像技术研究现状4

1.1.4 过程层析成像技术研究发展趋势9

1.2 Radon变换9

1.2.1 Radon变换及其逆变换9

1.2.2 Radon变换的基本性质11

1.2.3 Radon变换与Fourier变换的关系(投影定理)12

1.3 逆问题14

1.3.1 逆问题和不适定性的基本概念14

1.3.2 正则化理论15

1.4 过程层析成像图像重建算法19

1.4.1 反投影算法20

1.4.2 Fourier变换重建算法21

1.4.3 滤波反(逆)投影图像重建算法23

1.4.4 ART算法与SIRT算法25

1.4.5 约束最小二乘类算法31

1.4.6 修正的Newton-Raphson算法33

1.5 应用35

1.5.1 流型可视化及其辨识36

1.5.2 分相含率测量44

1.5.3 多相流流量测量48

参考文献53

第二章 多相流检测中的电容层析成像技术58

2.1 概述58

2.2.1 ECT电容传感器的结构59

2.2 传感器结构及其仿真研究59

2.2.2 电容传感器的有限元建模61

2.2.3 应用有限元模型分析传感器性能67

2.3 电容数据采集系统74

2.3.1 电容数据采集系统的难点74

2.3.2 电容检测方法简述75

2.3.3 12电极电容数据采集系统的设计78

2.3.4 电容检测性能指标分析82

2.3.5 仪表结构设计83

2.3.6 传感器电容测量结果分析84

2.4 ECT系统上位机软件设计86

2.4.1 成像系统软件设计86

2.4.2 图像重建算法88

2.5.1 ECT系统性能的实验研究92

2.5 ECT系统应用研究92

2.5.2 ECT系统在模拟井上的应用研究94

参考文献98

第三章 基于动态信号处理的参数检测技术100

3.1 检测原理与方法100

3.1.1 状态信息与待测量之间的关系101

3.1.2 状态信息的获取102

3.1.3 动态信息的分析和处理102

3.1.4 特点分析103

3.2 动态信号处理的基本理论103

3.2.1 随机过程与随机信号的基本概念104

3.2.2 随机信号的幅值域处理方法108

3.2.3 随机信号的时域处理方法111

3.2.4 随机信号的频域处理方法116

3.2.5 随机信号的时间-频率域处理方法119

3.3.1 流型辨识124

3.3 信号处理技术在气液两相流参数检测中的应用124

3.3.2 流量测量130

参考文献131

第四章 基于人工神经网络的软测量技术132

4.1 人工神经网络及软测量技术简介132

4.1.1 人工神经网络基本概念132

4.1.2 人工神经网络理论研究及应用发展133

4.1.3 基于神经网络的软测量方法概述134

4.2 神经网络与软测量模型辨识137

4.2.1 神经网络类型137

4.2.2 用于软测量模型辨识的前向神经网络138

4.2.3 用于软测量模型辨识的反馈神经网络150

4.3 基于神经网络的在线软测量通用模型151

4.3.1 软测量通用模型151

4.3.2 建立软测量模型的基本方法153

4.4 应用154

4.4.1 气固两相流中固相质量流量的软测量建模154

4.4.2 两相流中离散相浓度的软测量建模156

4.4.3 两相流管截面流型辨识的软测量建模159

4.4.4 高炉喷吹系统煤粉流量的软测量建模160

4.4.5 连续搅拌反应釜的软测量建模164

4.4.6 流化催化裂化生产过程中的软测量技术167

参考文献171

第五章 小波分析技术174

5.1 小波分析简介174

5.1.1.Fourier变换174

5.1.2 小波的定义175

5.1.3 时间-频率窗177

5.1.4 离散二进小波变换及Mallat算法178

5.2.1 多分辨率逼近181

5.2 多分辨率分析181

5.2.2 多分辨率变换的实现182

5.2.3 正交小波表示183

5.2.4 正交小波表示的实现184

5.2.5 由正交小波表示对信号进行重建185

5.3 应用186

5.3.1 气液两相流流型检测186

5.3.2 流化床和鼓泡塔中的流型检测192

5.3.3 滚动轴承故障检测195

参考文献202

第六章 相关流量测量技术205

6.1 相关流量测量概述205

6.1.1 相关流量计的原理、特点和分类205

6.1.2 相关流量计的现状、存在问题和发展趋势208

6.2.1 随机过程的数字特征209

6.2 随机过程数字特征及相关函数性质209

6.2.2 相关函数性质211

6.3 相关流量测量系统分析212

6.3.1 相关流量测量系统数学模型212

6.3.2 相关流量测量系统误差分析216

6.4 相关流量测量系统算法218

6.4.1 极性互相关原理220

6.4.2 极性相关算法221

6.4.3 梯度相关法223

6.5 应用225

6.5.1 电容式气力输送系统粉料相关流量计226

6.5.2 纸浆光学相关流量计230

6.5.3 纸浆超声相关流量计232

参考文献236