传感器与微系统2024,Vol.43Issue(6) :145-148.DOI:10.13873/J.1000-9787(2024)06-0145-04

基于电容传感器的CO2气液两相流流型识别

Flow pattern identification of CO2 gas-liquid two-phase flow based on capacitive sensor

孙采鹰 闫勇 张文彪
传感器与微系统2024,Vol.43Issue(6) :145-148.DOI:10.13873/J.1000-9787(2024)06-0145-04

基于电容传感器的CO2气液两相流流型识别

Flow pattern identification of CO2 gas-liquid two-phase flow based on capacitive sensor

孙采鹰 1闫勇 2张文彪3
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作者信息

  • 1. 内蒙古科技大学自动化与电气工程学院,内蒙古包头014010;华北电力大学控制与计算机工程学院,北京102206
  • 2. 英国肯特大学工程学院,英国坎特伯雷 CT27NT
  • 3. 华北电力大学控制与计算机工程学院,北京102206
  • 折叠

摘要

为了实现碳捕捉与封存(CCS)管道内CO2流量的精确测量,需要对CO2的流型进行辨识.基于递归定量分析和模糊C均值(FCM)聚类算法,建立了CO2气液两相流的流型识别模型.提出利用小波变换在多尺度下分析CO2气液两相流电容信号递归图结构特性的方法,对各个尺度下的递归图分别进行定量分析,提取出不同流型下CO2流动的电容传感器递归特征参数.采用FCM算法,对特征参数进行流型聚类,完成了对CO2气液两相流的分层流、气泡流和雾状流3种流型的识别.

Abstract

It is necessary to identify the flow pattern of CO2 in order to accurately measure its flow in the pipeline under carbon capture and storage(CCS)conditions.A flow pattern identification model of CO2 gas-liquid two-phase flow is established based on recurrence quantitative analysis and fuzzy C-mean(FCM)clustering algorithm.The method for analyzing structure characteristics of recurrence plots of capacitive signal of CO2 gas-liquid two-phase flow in multiple scales using wavelet transforms is proposed and the recurrence plot at each scale is quantitatively analyzed to extract the recurrence characteristic parameters of capacitive sensors for CO2 flow in different patterns.Using the FCM clustering algorithm to cluster characteristic parameters by flow pattern,identification of CO2 gas-liquid two-phase flow patterns,i.e.stratified flow,bubble flow,and mist flow,are achieved.

关键词

流型识别/电容传感器/递归图/模糊聚类

Key words

flow pattern identification/capacitive sensor/recurrence plot/fuzzy clustering

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基金项目

国家自然科学基金资助项目(61973113)

国家自然科学基金资助项目(62073135)

内蒙古自然科学基金资助项目(2021MS06008)

出版年

2024
传感器与微系统
中国电子科技集团公司第四十九研究所

传感器与微系统

CSTPCD北大核心
影响因子:0.61
ISSN:1000-9787
参考文献量12
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