一种气固流化床中气泡引起压力波动信号的识别方法

技术领域

本发明涉及气泡压力信号识别技术领域，具体涉及一种气固流化床中气泡引起压力波动信号的识别方法。

背景技术

空气重介质流化床是典型的气固两相流动系统，其最基本的特征是颗粒聚集的乳化相与气体聚集的气泡相共存，且二者处于动态变化过程中。在空气重介质流化床中，气泡运动行为的存在导致流化床的相间运动行为具有多态性和非线性的特点。气泡的运动行为既影响加重质颗粒的均匀混合，又干扰煤炭颗粒在振动流化床中按密度进行的离析行为。因此，为实时调控床层密度分布，降低气泡的扰动作用，在线获取空气重介质流化床中气泡的运动特征极为重要。目前，采用压力信号测量技术能够快速、便捷的获取床层内的流化特性，对气泡的运动行为进行评估。然而，压力波动信号较为复杂，主要由微观尺度上的颗粒运动、介观尺度的气泡运动和宏观尺度的床体振荡综合引起，会导致气泡引起压力信号误判，致使对气泡运动行为的评估结果不准确。

发明内容

为了解决气泡运动行为的评估结果不准确问题，本发明提出一种气固流化床中气泡引起压力波动信号的识别方法。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种气固流化床中气泡引起压力波动信号的识别方法，包括如下步骤：

S1：在流化床床层流化状态下，获取床层纵向不同位置的压力信号；其中，靠近床层底部获取的压力信号为参照压力信号x(t)，其余压力信号为对照压力信号y

S2：对参照、对照压力信号x(t)、y

S3：依据互相关系数

S4：利用重构之后的对照压力信号计算气泡尺寸和气泡运动速度。

优选地，步骤S1中通过气固流化床侧壁上的微差压传感器获取床层纵向不同位置的压力信号，并采用移动平均滤波法对获取的压力信号滤波。

优选地，步骤S2中小波分解层数由分解后单层压力信号的能量值确定，分解后单层压力信号的能量值计算方法如下：

其中，E为单层压力信号的能量值，N为单层压力信号离散点的个数，A

优选地，步骤S2中计算对照压力信号y

其中，

优选地，步骤S3中将互相关系数大于0.5对应的对照压力信号单层压力信号作为与气泡运动相关的显著单层压力信号，并通过显著单层压力信号将对照压力信号y

优选地，步骤S4中利用重构出来的对照压力信号计算气泡尺寸和气泡运动速度方法如下：

其中，D为气泡尺寸，IOP为重构之后的对照压力信号与参照压力信号的非相关性函数，δ

其中，

其中，T为参照压力信号的采样周期，t为参照压力信号的某一时刻，τ为时刻偏量；

其中，u

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明通过获取床层纵向不同位置的压力信号，计算对照压力信号各单层压力信号与参照压力信号各单层压力信号的互相关系数，依据互相关系数的大小确定与气泡运动相关的显著单层压力信号，并进行对照压力信号重构，确定气泡运动引起的对照压力信号，并利用重构之后的对照压力信号计算气泡尺寸和气泡运动速度。本发明为准确分析气固流化床中气泡运动行为提供一种思路，同时可降低气泡引起压力信号的误判，提高床层中气泡特征识别的准确性。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域中的普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他附图。

图1为气固流化床床层中气泡引起压力信号的采集流程；

图2为气固流化床床层压力信号测量示意图。

图中：1、气固流化床；2、气泡；3、微差压传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种气固流化床中气泡引起压力波动信号的识别方法，当流化床床层颗粒介质完全流化时，获取床层纵向不同位置的压力信号。具体的，如图2所示，气固流化床1侧壁上纵向布置4个微差压传感器3，自下而上分别为第一、第二、第三、第四微差压传感器。微差压传感器采集频率均设置为1024Hz，第一、第二微差压传感器量程为0-5000Pa，第三、第四微差压传感器量程为0-2500Pa。通过微差压传感器获取床层纵向不同位置的压力信号，并采用移动平均滤波法对获取的压力信号滤波。其中，第一微差压传感器获取的压力信号为参照压力信号x(t)，第二、第三、第四微差压传感器获取的压力信号为对照压力信号y

对参照、对照压力信号x(t)、y

其中，E为单层压力信号的能量值，N为单层压力信号离散点的个数，A

其中，

以参照压力信号x(t)和对照压力信号y

依据互相关系数

利用重构之后的对照压力信号y

其中，D为气泡尺寸，IOP为重构之后的对照压力信号与参照压力信号的非相关性函数，δ

其中，

其中，T为参照压力信号的采样周期，t为参照压力信号的某一时刻，τ为时刻偏量；

其中，u