超音波多波長発信アレイセンサと時間領域相関法を用いた混相流計測システムの開発

超声多波长发射阵列传感器与时域相关法多相流测量系统的研制

基本信息

批准号：
09J09692
负责人：
伊藤大介
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度において開発を行ったシステムを用いて、空気-水系気泡流における気液両相の流速分布計測を行った。実験装置として矩形断面を有する垂直流路を用い、十分な助走区間を設けた下流部へ中心周波数2MHzと8MHzを有する同心円形状の超音波マルチウェイブセンサを設置した。その際、ワイヤーメッシュトモグラフィ法(WMT)による気泡速度分布計測と組み合わせることで、超音波マルチウェイブアレイ流速分布計測の精度検証を行った。また、接触計測手法であるWMT法の接触による影響、特に気泡速度へ与える影響に関して画像処理計測法を用いた評価を行い、気泡上昇速度計測結果の検証を行った。一方で,本システムにおいて適応が期待できる発信パルスの遅延を利用したフェーズドアレイ超音波に関して,音場解析プログラムを作成し,混相流計測への適用性に関して調べた.さらに、気液二相流におけるボイド率分布の計測のためにエコー強度分布を求める信号処理アルゴリズムを本システムへ組み込み、流速分布計測システムから多次元流動解析システムへと発展させた。ここでは、WMT法のボイド率算出及び単一気泡認識といったデータ処理アルゴリズムを応用し、超音波反射波信号からボイド率分布の算出を行った。そして、矩形流路内における空気・水系二相流計測への適用を試み、WMT法と組み合わせて使用することで、計測結果の比較および計測精度の検証を行った。最後に、本システムによる気液二相流動構造の解明への有効性に関して検討を行った。

使用去年开发的系统，我们测量了空气-水气泡流中气相和液相的流速分布。实验装置采用矩形截面的垂直通道，下游安装中心频率为2 MHz和8 MHz的同心超声多波传感器，并有足够的助跑段。此时，我们将超声波多波阵列流速分布测量与线网断层扫描（WMT）的气泡速度分布测量相结合，验证了其准确性。此外，我们使用接触测量方法WMT法评估了接触的影响，特别是使用图像处理测量方法评估了对气泡速度的影响，并验证了气泡上升速度的测量结果。另一方面，我们创建了一个利用发射脉冲延迟的相控阵超声声场分析程序，该程序有望应用于该系统，并研究了其在多相流测量中的适用性。计算回波强度分布以测量空隙率分布的方法被纳入该系统中，该系统从流速分布测量系统发展为多维流动分析系统。在这里，我们应用 WMT 方法应用空隙率计算和单个气泡识别等数据处理算法，从超声波反射波信号计算空隙率分布。然后尝试将该方法应用于矩形通道内的空气/水两相流测量，并与WMT方法结合使用，对测量结果进行比较，验证了测量精度。最后，我们研究了该系统在阐明气液两相流结构方面的有效性。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Two-phase flow monitoring using ultrasonic multi-wave technique

使用超声波多波技术进行两相流监测

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
0
作者：
チァンフィーホワン;他;Daisuke Ito;Daisuke Ito
通讯作者：
Daisuke Ito

超音波アレイセンサを用いた開水路における河床形状と流量の同時計測

使用超声波阵列传感器同时测量明渠河床形状和流量

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
0
作者：
Huy Hoang Tran;他;伊藤大介
通讯作者：
伊藤大介

Estimation of individual bubble velocities measured by three-layer wire-mesh sensor

三层丝网传感器测量的单个气泡速度的估计

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
0
作者：
チァンフィーホワン;他;Daisuke Ito
通讯作者：
Daisuke Ito

Uncertainly and intruaively of three-layer wire-mesh sensor

三层丝网传感器的不确定性和侵入性

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
Flow Measurement and Instrumentation
影响因子：
2.2
作者：
Daisuke Ito;Horst-Michael Prasser;Hiroshige Kikura;Masanori Aritomi
通讯作者：
Masanori Aritomi

Air-water bubbly flow measurement using ultrasonic multi-wave sensors

使用超声波多波传感器测量空气-水气泡流量

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
0
作者：
Daisuke Ito;Horst-Michael Prasser;Hiroshige Kikura;Masanori Aritomi;Daisuke Ito
通讯作者：
Daisuke Ito

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影响因子：
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作者：
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通讯作者：
赤池貴大