[发明专利]一种气波管内波系运动特征的检测方法和系统

说明书

本发明公开了一种气波管内波系运动特征的检测方法及装置，通过非侵入式采集气波管内气波运动产生的声波信号，并对声波信号进行系列处理，从而得到声信号特征量以实现波系运动特征的检测。本发明所采用的声波检测是一种非侵入式检测方法，检测装置简单、安全、环保，适用于工业生产过程的在线检测，并填补了气波检测领域的空白。

技术领域

本发明涉及的是一种气波管内部气液混合物的运动特征，尤其涉及的是一种气波管内波系运动特征的检测方法和系统。

背景技术

随着社会生产力的提高与可持续发展的需求，对简单、高效、环境友好的流体设备的需求亦日益增加。气波制冷机即是其中的典型代表，其可以使高压气体通过非定常膨胀的方式进行制冷，具备结构简单、易于维护等优点，因此被广泛利用，并产生了较大的经济效益和社会效益(如中国专利ZL200410021388.X和ZL200810011575.8等)。

液体的蒸发与凝结是气波制冷机内的重要现象之一。当气波制冷机内的高压介质含有可凝组分时，温度的急剧降低可能会导致可凝组分凝结液化，而气波制冷机内存在冷热气体掺混，低温气体会被高温气体加热，使得低温区原有的液滴被加热蒸发。凝结与蒸发问题的研究对提高气波制冷机的工作性能有着重要的作用，一方面，气波制冷机应用在冷冻脱湿领域时，不同操作条件和设备结构会影响液相分布，从而影响气波制冷机的脱湿效果；另一方面，气波制冷机应用在低温制冷领域时，凝结和蒸发现象又会影响着气波制冷机的制冷效果。目前对于压力振荡管内相变行为的计算往往基于理想气体方程，然而如果进气中含有水等极性可凝组分，极性物质分子之间会相互缔合形成氢键，使得实际热力学性质与并没有考虑到氢键作用的理想气体状态偏差较大。依据试验结果对理想方程进行修正是一种可行的方案，但由于实验手段的缺失，使得不透明的压力振荡管内的相变行为及其对振荡管内激波的影响尚且无法探明。因此，针对不透明的压力振荡管开发相应的检测手段极为重要。

综上，实现气波管内波系运动特征(尤其是当存在相变的条件下)的检测方法和系统仍然是该领域的一大难题。本发明希望采用非侵入式的被动式声发射检测技术，通过采集气波管内气波运动过程中产生的声发射信号，结合气波运动过程的机理分析，建立一种气波管内波系运动特征的非侵入检测方法和系统。

发明内容

本发明的目的在于填补空缺，提供一种气波管内波系运动特征的检测方法及装置。通过非侵入式采集气波管内气波运动过程中产生的声信号并加以分析，提取出声信号特征量，以表征气波管内的波系运动特征(如激波产生频率、激波强度等)。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种气波管内波系运动特征的检测方法，包括以下步骤：

(1)在气波管的外壁沿轴向设置至少1个或多个声波传感器，用以捕捉气波波系运动过程中产生的声波信号；

(2)对采集的声波信号进行预处理，去除噪声；

(3)对去噪后的声信号进行数据处理，得到描述气波波系运动特征的参数；

(4)根据步骤(3)中得到的参数获得气波波系运动特征。

所述步骤(2)中预处理去除噪音的方法选用平滑、微分、多元散射校正、正交信号校正、傅里叶变换、小波变换、净分析信号中的一种或多种。