[發(fā)明專利]一種化學(xué)鏈燃燒過程載氧體氧化還原性能預(yù)測裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810382230.7
• 申請日: 2018-04-25
• 公開（公告）號: CN108614068A
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張文彪;方黃峰;王雪瑤
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類號: G01N31/12
• 分類號: G01N31/12;G01N15/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

1.一種化學(xué)鏈燃燒過程載氧體氧化還原性能預(yù)測裝置，其特征在于，包括：測試容器、磁電阻測量模塊、激勵線圈、驅(qū)動電路、多頻激勵信號發(fā)生器、信號調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集模塊和計算機；

所述測試容器呈圓柱體，內(nèi)部盛放用于采樣的載氧體顆粒；

所述磁電阻測量模塊由多個磁電阻測量傳感器和對應(yīng)補償線圈組成，所述磁阻測量模塊設(shè)置成沿著所述測試容器周向等間隔陣列式分布在所述測試容器的外表面上，每個所述磁電阻測量傳感器與所述信號調(diào)理電路連接；

所述激勵線圈分別設(shè)置在所述測試容器的兩側(cè)，所述驅(qū)動電路分別和所述激勵線圈連接；

所述多頻激勵信號發(fā)生器和所述驅(qū)動電路連接，為所述激勵線圈提供激勵信號；

所述信號調(diào)理電路和所述多頻激勵信號發(fā)生器分別與所述數(shù)據(jù)采集模塊連接；

所述數(shù)據(jù)采集模塊與所述計算機連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)鏈燃燒過程載氧體氧化還原性能預(yù)測裝置，其特征在于：所述磁電阻測量模塊是由多個磁阻傳感器和對應(yīng)補償線圈構(gòu)成傳感器陣列，相鄰的所述磁阻傳感器間距控制在5mm到20mm之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)鏈燃燒過程載氧體氧化還原性能預(yù)測裝置，其特征在于：所述激勵線圈由一對纏繞在絕緣圓筒上的多匝線圈組成，以構(gòu)成Helmholtz線圈結(jié)構(gòu)，從而在所述測試容器的空間范圍內(nèi)形成分布均勻的磁場。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)鏈燃燒過程載氧體氧化還原性能預(yù)測裝置，其特征在于：所述多頻激勵信號發(fā)生器能生成100Hz到100KHz的不同頻率的激勵信號，經(jīng)過所述驅(qū)動電路放大后驅(qū)動所述激勵線圈。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)鏈燃燒過程載氧體氧化還原性能預(yù)測裝置，其特征在于：所述信號調(diào)理電路將所述磁電阻測量模塊微弱的輸出信號進行轉(zhuǎn)換、濾波和放大，以便對信號進行采集和處理。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)鏈燃燒過程載氧體氧化還原性能預(yù)測裝置，其特征在于：所述數(shù)據(jù)采集模塊將所得數(shù)據(jù)上傳到計算機，對載氧體氧化還原性能進行下一步的分析和處理。

7.一種應(yīng)用于所述權(quán)利要求1-6之一的化學(xué)鏈燃燒過程載氧體氧化還原性能預(yù)測裝置的方法，其特征在于包括：(1)控制多頻激勵信號發(fā)生器生成激勵信號，通過驅(qū)動電路放大后驅(qū)動激勵線圈，對測試容器中的載氧體施加均布磁場；(2)利用磁電阻測量模塊獲得不同反應(yīng)進程載氧體顆粒的磁電阻測量模塊輸出信號，通過信號調(diào)理電路對信號進行轉(zhuǎn)換、濾波和放大，通過數(shù)據(jù)采集模塊對信號進行采集，并傳遞到計算機；(3)通過離線分析獲得表征載氧體顆粒氧化還原性能的參數(shù)——氧化還原反應(yīng)速率，為載氧體氧化還原性能預(yù)測模型的建立提供訓(xùn)練數(shù)據(jù)；(4)通過提取磁電阻測量模塊輸出信號的特征參數(shù)，建立基于機器學(xué)習(xí)算法的預(yù)測模型，通過對模型的參數(shù)優(yōu)化，提高模型的預(yù)測精度。