收藏本站
《辽宁大学》 2019年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于ECT系统对铸模内液态金属流动状态的可视化研究

梁南南  
【摘要】:随着铸造技术的发展,人们对铸造质量提出了更高的要求。研究铸模结晶器内液态金属的流动状态可以为铸造工艺的优化设计和技术改造提供科学依据,对保证连铸过程的顺利运行和提高铸件质量具有重要意义。随着科技的发展,对铸模内液态金属流动状态的研究也向着可视化的方向发展。目前,对铸模内液态金属流动状态研究的方法有超声波成像、X射线成像、数值模拟方法和电磁层析成像,存在实时性差、非入侵性差、放射性、成本高、直观性差、传感器结构复杂等问题,不利于推广使用。电容层析成像(Electrical Capacitance Tomography Technology,ECT)是一种用于重建传感区域内介电常数分布的过程成像技术,具有传感器结构简单、成本低、响应速度快、非入侵、图像重建算法成熟等优点,所以利用ECT系统对铸模内液态金属的流动状态进行可视化研究具有重要意义,主要做了以下工作:1.本文在阅读大量文献的基础上,首先对铸模内液态金属流动状态可视化的研究背景和主要方法进行了详细介绍,并结合ECT技术和ECT系统图像重建算法的研究现状,选择ECT技术对铸模内液态金属流动状态进行可视化研究;对ECT系统组成部分,包括电容传感器、数据信息采集、计算机成像进行功能介绍,并对ECT的基本原理进行了论述。2.ECT系统主要用于非导电物体的成像,而对铸模内液态金属流动状态的研究,实质是对具有高导电率的物体进行研究。本文在电磁学麦克斯韦方程的基础上,研究8极板电容传感器的麦克斯韦电容矩阵,求解电容值,并通过建立数学模型,从理论上推导被测物体为金属以及高介电常数材料的电容值的近似性。最后利用COMSOL建立模型进行仿真研究,结果为这两种模型电容值近似相等,这为利用ECT系统对铸模内液态金属流动状态的可视化研究提供了基础。3.针对图像重建算法中出现的图像精度低、边缘信息缺失等问题,提出了一种以总变差、平滑准则和最大熵为目标函数的多目标水平集图像重建算法。水平集算法是一种图像边缘优化算法,主要处理图形的边界问题。在本文算法中,目标函数总变差可以解决ECT系统灵敏度场的“软场”的问题,目标函数平滑准则和最大熵可以使图像平滑,并保留边界信息,改善部分信息丢失的问题。基于多目标的水平集图像重建算法中三个目标函数相互作用,从而提高图像的精度。4.最后进行实验仿真。通过COMSOL建立被测物体为金属的多种流型,利用MATLAB进行成像,引入图像评价参数图像误差和相关系数。本文算法与LBP算法、Landweber算法和水平集图像重建算法进行比较,直观图像上比其他的算法成像效果好,并且本文算法的误差比其他算法更小,相关系数更大,说明成像效果好。从而证明了利用ECT系统对铸模内液态金属流动状态可视化可行且有效。
【学位授予单位】:辽宁大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:TP391.41;TG21

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 赵玉磊;郭宝龙;闫允一;;电容层析成像技术的研究进展与分析[J];仪器仪表学报;2012年08期
2 郭志恒;律德才;邵富群;;基于差分灵敏度模型的电容层析成像图像重建方法[J];中国电机工程学报;2012年23期
3 吴新杰;刘石;许超;;基于神经网络和D-S证据理论辨识两相流流型[J];传感器与微系统;2009年11期
4 彭珍瑞;殷红;董海棠;;电容层析成像技术的研究现状综述[J];传感器与微系统;2009年09期
5 陈德运;李乐天;胡海涛;;基于迭代Tikhonov正则化的电容层析成像图像重建[J];哈尔滨理工大学学报;2009年02期
6 王永胜;顾武安;王新华;王万军;;板坯连铸水口内钢液流动的数值模拟[J];钢铁研究学报;2008年08期
7 冯百全;张晓培;牛建军;杜立志;;超声成像技术在大型桥梁无损检测中的应用[J];西部探矿工程;2008年02期
8 王化祥;唐磊;闫勇;;电容层析成像图像重建的总变差正则化算法[J];仪器仪表学报;2007年11期
9 张惠良,荣冈;电容层析成像中图像重建算法评述[J];仪器仪表学报;2005年03期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 曹俊峰;基于水平集方法的图像分割研究[D];江南大学;2017年
2 李柳;电磁层析成像技术的研究[D];东北大学;2013年
3 靳星;板坯连铸结晶器内钢液流动行为与模拟方法研究[D];重庆大学;2011年
4 陈宇;电容层析成像反问题求解及图像重建算法研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
5 何世钧;电容层析成像系统的研究与应用[D];天津大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李红玉;基于卷积神经网络的ECT图像重建算法研究[D];辽宁大学;2018年
2 闫诗雨;基于压缩感知与水平集的ECT图像重建算法研究[D];辽宁大学;2018年
3 崔莉莎;基于电磁层析成像的金属缺陷三维稀疏成像方法研究[D];天津工业大学;2018年
4 黄朝林;基于水平集方法的医学组织图像分割[D];江西理工大学;2017年
5 程琳;基于多目标优化同伦算法的EMT图像重建算法研究[D];辽宁大学;2017年
6 刘昭麟;基于压缩感知理论的电容层析成像算法研究[D];华北电力大学;2017年
7 孙空军;基于电磁层析成像的金属缺陷检测方法[D];天津工业大学;2017年
8 林甲楠;电容层析成像图像重建数学理论及算法研究[D];哈尔滨理工大学;2015年
9 韩磊;金属管道缺陷磁场断层成像理论与应用[D];西安工业大学;2014年
10 王飞虎;电容层析成像反问题数理特性与图像重建算法研究[D];哈尔滨理工大学;2014年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 尹洪东;杨怀章;薛亚茹;刘得军;;基于混合正则化的最小二乘三维电阻率反演成像[J];中国石油大学学报(自然科学版);2015年05期
2 刘靖;王雪瑶;刘石;;多相流测量用动态电容层析成像图像重建算法[J];仪器仪表学报;2015年10期
3 王丕涛;王化祥;孙犇渊;;基于l_1范数的电容层析成像图像重建算法[J];中国电机工程学报;2015年18期
4 于金平;陈德运;张云龙;吉洪柱;王莉莉;;一种电容层析成像局部方差的图像融合方法[J];哈尔滨理工大学学报;2015年04期
5 李岩;杜永斌;宋海丰;满志强;任相花;;ECT系统轮换对称SVM图像重建改进算法[J];哈尔滨理工大学学报;2015年03期
6 王莉莉;陈德运;于晓洋;刘金泽;邓舸;;电容层析成像系统传感器优化设计[J];仪器仪表学报;2015年03期
7 谭超;许燕斌;董峰;;多模态流动成像技术研究进展[J];仪器仪表学报;2015年02期
8 张琳;邵富群;周明;;基于自适应步长双参数正则化算法的超声波过程层析成像图像重建[J];计量学报;2015年01期
9 陈宇;许莉薇;黄仲洋;江露;;SADE-ELM电容层析成像流型辨识算法[J];哈尔滨理工大学学报;2014年06期
10 林甲楠;陈德运;姚玉梅;宋蕾;;一种分解型Quasi-Newton电容层析成像图像重建算法[J];哈尔滨理工大学学报;2014年06期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘启龙;汽车面板用IF钢连铸坯大型夹杂物的控制研究[D];钢铁研究总院;2018年
2 张蕾蕾;H形坯连铸钢液流动传热及其对铸坯变形与结晶器锥度的影响研究[D];重庆大学;2017年
3 张立志;连铸结晶器内钢渣界面卷渣行为的实验研究及理论分析[D];重庆大学;2016年
4 黄军;中间包全尺度物理模拟平台的建立及应用研究[D];东北大学;2017年
5 张玉黎;甲烷化流化床反应器中流化质量的研究[D];东南大学;2016年
6 郭聪;被动式冷却系统中的流动冷凝及其对系统换热特性的影响[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2015年
7 龚海军;电磁—凝固传输间接耦合过程的数值模拟[D];哈尔滨工业大学;2013年
8 张成联;基于电容的浓缩机絮凝沉降检测分析系统的研究[D];中国矿业大学(北京);2012年
9 王莉莉;电容层析成像系统流型特征提取与图像重建[D];哈尔滨理工大学;2011年
10 李岩;电容层析成像系统关键技术研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘文倩;应用于两相流截面检测的电容层析成像系统研究[D];中北大学;2019年
2 徐西伦;基于LDC1000的电磁层析成像系统设计[D];辽宁大学;2019年
3 梁南南;基于ECT系统对铸模内液态金属流动状态的可视化研究[D];辽宁大学;2019年
4 陈晓静;人体胸部电阻抗成像建模方法研究[D];天津工业大学;2019年
5 朱晓军;混凝土电阻层析成像技术应用研究[D];济南大学;2018年
6 崔莉莎;基于电磁层析成像的金属缺陷三维稀疏成像方法研究[D];天津工业大学;2018年
7 孙昆;基于超声扫描的列车车轮轮辋径向裂纹缺陷重构[D];华东交通大学;2017年
8 孔银;电容层析成像技术图像重建算法的研究[D];哈尔滨理工大学;2017年
9 孙空军;基于电磁层析成像的金属缺陷检测方法[D];天津工业大学;2017年
10 田凯歌;电阻率层析成像技术在混凝土损伤探测中的应用研究[D];济南大学;2016年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周婧博;邢光龙;杨鼎才;;改进的ECT成像法在传送带检测上的应用研究[J];电子测量技术;2011年05期
2 刘靖;姜凡;刘石;;非闭合电极电容层析成像传感器在冻土测试中的应用[J];仪器仪表学报;2011年02期
3 杨道业;周宾;许传龙;王式民;;气力输送电容层析成像在线标定方法[J];中国电机工程学报;2010年14期
4 李楠;黄川;郭宝龙;;应用于液体安全性检测的电容层析传感器设计[J];西安电子科技大学学报;2010年01期
5 杨道业;许传龙;周宾;王式民;;基于单检测通道的电容层析成像系统[J];仪器仪表学报;2010年01期
6 陈琪;刘石;;新型ECT传感器在燃烧检测中的应用研究[J];工程热物理学报;2009年11期
7 杨道业;周宾;王式民;;电容层析成像在高压浓相煤粉气力输送中的应用[J];化工学报;2009年04期
8 张立丰;胡海涛;陈德运;;电容层析成像RBF神经网络图像重建算法的改进[J];哈尔滨理工大学学报;2008年06期
9 董向元;郭淑青;刘石;;多孔介质内火焰分布电容成像测量的在线标定法[J];中国电机工程学报;2008年35期
10 熊小芸;张兆田;刘石;雷兢;;CFB顶部固体浓度的小波降噪ECT测量[J];工程热物理学报;2008年09期
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 吴永飞;图像分割的变分模型及数值实现[D];重庆大学;2016年
2 黄臣程;鲁棒的主动轮廓图像分割模型研究及其应用[D];重庆大学;2015年
3 王辉;图像分割的最优化和水平集方法研究[D];电子科技大学;2014年
4 原野;偏微分方程图像分割模型研究[D];重庆大学;2012年
5 王斌;图像分割的提升水平集方法[D];西安电子科技大学;2010年
6 王利;脑核磁共振图像分割技术研究[D];南京理工大学;2010年
7 王晓峰;水平集方法及其在图像分割中的应用研究[D];中国科学技术大学;2009年
8 董向元;电容成像技术在热物理量测量中的应用研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2006年
9 余金华;电阻层析成像技术应用研究[D];浙江大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曹东旭;基于卷积神经网络的人脸识别系统设计与实现[D];南京邮电大学;2017年
2 于诗梦;基于卷积神经网络的非限定性条件下的人脸识别研究[D];哈尔滨工业大学;2017年
3 杨子文;基于深度卷积神经网络的人脸识别研究[D];广西师范大学;2017年
4 孙空军;基于电磁层析成像的金属缺陷检测方法[D];天津工业大学;2017年
5 李雯;电磁层析成像传感器阵列结构及三维图像重建研究[D];北京交通大学;2016年
6 果艳;基于模块组合式电磁传感器阵列系统的金属裂纹定量化检测研究[D];北京理工大学;2016年
7 李晶晶;基于MATLAB与COMSOL的磁场仿真系统研究[D];吉林大学;2015年
8 刘浩仟;电磁层析成像系统的软硬件设计[D];辽宁大学;2015年
9 于秋丽;一种基于LSQR的声波层析成像迭代正则化算法[D];燕山大学;2015年
10 杨海龙;多层板材电磁无损检测技术研究[D];电子科技大学;2015年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;云南液态金属产业异军突起[J];中国粉体工业;2017年01期
2 姚飞;;液态金属的应用[J];科技视界;2019年05期
3 张静妙;;刘静:激活液态金属的生命[J];中关村;2018年07期
4 李振明;刘伟;赵勇青;刘赟甲;丘明;;基于液态金属的高热流密度电力设备冷却实验研究[J];电工电能新技术;2017年04期
5 ;前景无限的液态金属[J];现代物理知识;2017年02期
6 ;我国液态金属研究取得新突破[J];机器人技术与应用;2017年03期
7 ;液态金属 在科幻与现实之间[J];功能材料信息;2014年04期
8 ;比“大白”更贴心:液态金属机器人可远程拥抱[J];军事文摘;2015年12期
9 ;液态金属驱动机器人问世[J];发明与创新(中学生);2019年01期
10 林宽雨;;液态金属的X档案[J];科学大众(小学版);2018年Z1期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周月明;潘胜波;瞿雪元;浅井兹生;佐佐健介;;电磁场下液态金属保持的实验研究[A];2007中国钢铁年会论文集[C];2007年
2 韩东;赵仲震;纪西胜;姚婷;;小型液态金属反应堆在海洋条件下的应用分析[A];中国核科学技术进展报告(第四卷)——中国核学会2015年学术年会论文集第2册(核能动力分卷(上))[C];2015年
3 李东刚;;利用慢中子散射测量液态金属扩散系数[A];第三届散裂中子源多学科应用研讨会论文集[C];2006年
4 刘威;杜开发;汪的华;;液态金属对钢材的腐蚀机制研究[A];第十届全国腐蚀大会摘要集[C];2019年
5 吴泽霖;魏代坤;曹全梁;谌祺;韩小涛;;基于涡流法的液态金属合金的电阻率测量[A];第三届全国电磁冶金与强磁场材料科学会议学术论文集[C];2016年
6 武振伟;刘凯欣;;液态金属微观动力学与中程原子结构的关系[A];中国力学大会-2015论文摘要集[C];2015年
7 周洪强;孙海权;张凤国;王裴;;液态金属的层裂破碎[A];第七届全国工程结构安全防护学术会议论文集[C];2009年
8 王康丽;;新型液态金属储能电池的进展与挑战[A];第五届全国储能科学与技术大会摘要集[C];2018年
9 钟浪祥;胡金亮;张博;;一种测量液态金属原子扩散的多层平动剪切技术[A];第十一届中国钢铁年会论文集——S12.非晶合金[C];2017年
10 王道林;贺强;;超声驱动液态金属马达[A];中国化学会第十六届胶体与界面化学会议论文摘要集——第六分会:应用胶体与界面化学[C];2017年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 吴晶晶;“终结者”真要来了?[N];新华每日电讯;2015年
2 记者 吴长锋;我学者研发出液态金属驱动机器人[N];科技日报;2018年
3 记者 李大庆;液态金属不仅会变形还会变色[N];科技日报;2018年
4 记者 筱椿;宣威经开区 扎实推进液态金属产业发展[N];云南经济日报;2019年
5 佳丽;我国液态金属研究获新突破[N];中国航空报;2019年
6 本报特约记者 沈良斌;液态金属又添新产品[N];曲靖日报;2019年
7 记者 张俊;理顺体制机制 厘清发展思路 尽快实现液态金属产业化发展[N];曲靖日报;2019年
8 本报记者 陈丽娟 严超君;看曲靖如何玩转神奇的液态金属[N];曲靖日报;2018年
9 本报记者 赵洋洋;宣威打造“中国液态金属谷”[N];曲靖日报;2018年
10 本报记者 李大庆;从冷热刀到液态金属 17年他玩转跨界创新[N];科技日报;2018年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孟献才;聚变装置中相关材料在液态锂中的腐蚀特性研究[D];湖南大学;2018年
2 张海涛;高压对液态锆、镍及合金凝固微结构演变影响的模拟研究[D];湖南大学;2018年
3 游曦鸣;液态锂与冷却剂相互作用爆炸特性实验研究[D];上海交通大学;2017年
4 钟云波;电磁力场作用下液态金属中非金属颗粒迁移规律及其应用研究[D];上海大学;2000年
5 谷廷坤;合金熔体局域结构的实验及从头算研究[D];山东大学;2005年
6 马坤全;液态金属芯片散热方法的研究[D];中国科学院研究生院(理化技术研究所);2008年
7 周丽丽;液态金属铅凝固过程中微观结构演变特性的模拟研究[D];湖南大学;2012年
8 蒋元祺;液态金属快凝过程中团簇结构遗传与演变特性的密度泛函研究[D];湖南大学;2015年
9 李根;液态金属及碳纳米管强化界面传热研究[D];大连海事大学;2016年
10 鲁晓宇;包晶合金的深过冷与快速凝固研究[D];西北工业大学;2000年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 梁南南;基于ECT系统对铸模内液态金属流动状态的可视化研究[D];辽宁大学;2019年
2 刘国安;液态金属电池状态估计研究[D];华中科技大学;2019年
3 杨锦斌;基于液态金属的柔性电极电路的设计、制造及应用[D];深圳大学;2018年
4 常皓;液态金属建筑电路材料的制备及应用基础研究[D];北京建筑大学;2019年
5 祝家银;垂直圆管内液态金属湍流混合对流换热的大涡模拟研究[D];中国科学技术大学;2019年
6 赵琪;液态金属/硅橡胶功能性弹性体复合材料的制备及性能研究[D];北京化工大学;2018年
7 李泽生;超声驱动液态金属纳米马达的制备及运动控制研究[D];哈尔滨工业大学;2018年
8 杨子酉;流体冲刷效应对EBW横/平焊焊缝成形的规律研究[D];哈尔滨工业大学;2018年
9 周酉林;基于室温液态金属的可穿戴应力传感器研究[D];宁波大学;2018年
10 张攀;基于粘弹性流体挤压的多精度液态金属直写柔性电子加工工艺研究[D];华中科技大学;2018年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026