检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：陈雪雨华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

电站锅炉炉膛内部燃烧状态的有效检测是实现燃烧优化控制、提高燃烧效率和降低污染物排放的重要措施。可调谐半导体激光吸收光谱技术是近年来迅速发展起来的一种基于光谱吸收的新型光学非接触式气体检测技术,具有灵敏度高、响应速度快... 详细信息

电站锅炉炉膛内部燃烧状态的有效检测是实现燃烧优化控制、提高燃烧效率和降低污染物排放的重要措施。可调谐半导体激光吸收光谱技术是近年来迅速发展起来的一种基于光谱吸收的新型光学非接触式气体检测技术,具有灵敏度高、响应速度快、抗干扰能力强等特点,对于实现电站锅炉炉内燃烧空间这种恶劣工况条件下的气体参数实时测量具有良好的适应性。对于电站锅炉炉膛内部燃烧工况复杂多变且空间较大的实际测量环境,需要基于密集布置测量光路的吸收数据才能得到较好的气体浓度场分布重建结果,而现有的TDLAS气体检测系统中激光器和探测器多采用固定的布置方式,限制了光路数量,导致有效吸收数据不足,严重影响了浓度分布图像重建质量,难以普及应用。针对以上问题,在本文的研究中结合机械传动机构实现激光信号的自动扫描接收,通过对四个光源位置的单束激光进行旋转,得到四组扇形布置的测量光路,搭建了包含80束激光信号的场参数测量系统,有效地突破了传统布置方式对于激光测量光路数的限制,降低了测量系统综合成本。为了充分模拟电站现场测量工况,参考电站四角切圆锅炉炉膛,对其实际尺寸按比例缩小,在实验室搭建了大型模拟电站锅炉炉膛试验台,通过控制模拟炉膛内部负压条件及气源装置的布置方式实现了对于炉膛内部燃烧过程气体浓度场分布情况的模拟。根据测量系统在试验台上所测数据,利用基于代数迭代重建算法(ART)编写的浓度反演重建程序,重建出CO2气体浓度场的二维分布。针对不同浓度气体的测量和气体不同区域分布的测量进行了多组重复实验,将实验结果与标准配比实验气体浓度进行比较,误差分析表明,重建结果较真实得反映了锅炉炉膛内部气体浓度场的二维分布状态,为实现优化燃烧控制提供了重要数据支持。

关键词：可调谐半导体激光吸收光谱浓度场重建自动扫描接收代数迭代算法

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基于K(?)hler投影的快速CT迭代图像重建研究

基于K(?)hler投影的快速CT迭代图像重建研究

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作者：师蒲松西北大学

学位级别：硕士

近年来,数字化技术在文物的研究、保护上取得了飞速发展和应用。传统的三维扫描建模,不能了解文物内部的损毁情况、结构等。计算机断层成像即CT(Computed Tomography)技术,可以通过无损检测技术重构文物的内部构造。CT技术的核心是图像... 详细信息

近年来,数字化技术在文物的研究、保护上取得了飞速发展和应用。传统的三维扫描建模,不能了解文物内部的损毁情况、结构等。计算机断层成像即CT(Computed Tomography)技术,可以通过无损检测技术重构文物的内部构造。CT技术的核心是图像重建算法,代数重建算法(Algebraic Reconstruction Techniques,ART)是一种迭代算法,适合于不完备投影情况下的图像重建,其投影系数的计算方式对重建速度有很大的影响。ART算法常用Siddon算法计算投影系数,由于Siddon投影使用近邻插值,重建质量不高。而K(?)hler投影方法采用线性插值和辛普森积分计算系数,重建精度高,但K(?)hler算法计算量大,计算速度慢。针对该问题,通过改进投影算法和多核并行加速来实现基于K(?)hler投影的快速图像重建,论文的主要工作如下:(1)提出一种基于K(?)hler投影的二维扇形束快速迭代CT图像重建方法。通过减少无效交点的计算,以及合并数组的耗时,利用射线与像素的位置关系,快速计算穿过下一个网格的交点坐标,利用线性插值计算出交点和中点像素值,然后通过辛普森积分公式计算分离出投影系数。实验结果表明在保持重建精度不变情况下,快速K(?)hler方法比传统K(?)hler算法提高约3倍的加速比,同时K(?)hler方法相比Siddon、Joseph、DDM方法取得了更高的重建质量。(2)在二维交点计算优化的基础上,实现二维到三维的扩展,提出一种基于K(?)hler投影的三维锥束快速迭代CT图像重建方法。三维需要通过双线性插值计算与射线相交的两个平面交点处像素值,使用三线性插值计算出中点像素值,最后通过辛普森积分公式计算分离出投影系数。实验结果表明在保持重建精度不变情况下,三维快速K(?)hler方法比传统K(?)hler方法提高约3倍的加速比。(3)提出一种基于多核加速的并行快速迭代CT图像重建方法。通过使用pThreads线程库,在同一角度同层下,按照探测器平面的射线数划分任务,实现多线程并行编程技术,提高重建速度。并且为了均衡各线程的计算任务,提前计算当前角度同层下与射线相交的体素个数,按照总共相交体素的个数来平均划分计算任务。实验结果表明,相较于串行ART算法,四核并行达到3.1倍的加速效果,在六核并行下,达到4.4倍的加速效果。

关键词：代数迭代算法 CT迭代图像重建 K(?)hler投影方法 pThreads

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基于TDLAS二维温度场分布反演软件设计

基于TDLAS二维温度场分布反演软件设计

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作者：陈福多中国科学技术大学

学位级别：硕士

在研究燃烧流场诊断中,火焰中的温度是非常重要的物理参数,它是衡量燃烧效率的重要参数之一。燃烧场中对温度的衡量在工业生产和生态环境都有着重要的意义。在工业生产上可以提高燃烧的效率,提高能源利用率,在生态环境保护上可以燃烧污... 详细信息

在研究燃烧流场诊断中,火焰中的温度是非常重要的物理参数,它是衡量燃烧效率的重要参数之一。燃烧场中对温度的衡量在工业生产和生态环境都有着重要的意义。在工业生产上可以提高燃烧的效率,提高能源利用率,在生态环境保护上可以燃烧污染物的排放。开发二维温度场分布反演软件,对于测量非均匀流场的温度,有着重要的意义。可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS, tunable diode laser absorption spectroscopy)是一种非侵入式测量、高选择性、高灵敏度、高分辨率、可以实现温度、浓度、流速的测量的技术。TDLAS技术在燃烧流场诊断时不会带来干扰诊断测试燃烧流场的负影响。将TDLAS技术与计算机断层扫描技术(CT)结合起来,可以实现反演出待测诊断流场的二维分布。本文开发了基于TDLAS技术与计算机断层扫描技术(CT)的二维温度场分布反演软件,可视化的软件易于非专业人员的流程化操作,本文的研究内容主要包括下面几个部分：1,首先介绍二维温度场测量的意义,分析对比传统的测量方法和新型的光谱的测量方法,在光谱学的测量方法中,重点介绍了可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)方法的特点和研究现状。2,从分子吸收光谱角度出发,介绍了红外吸收光谱温度测量的基础理论Beer-Lambert定律以及分子吸收光谱的线强和吸收线型函数的概念,结合本文的研究,利用HITRAN(High-resolution Transmission Molecular Absorption)高分辨分子数据库,结合Python语言,开发了HITRAN数据库选择谱线的程序,对H20的吸收光谱做了计算,选取了合适的吸收线对作为测温谱线。详细阐述了TDLAS技术的两种基本技术方法：直接吸收光谱技术和波长调制光谱技术,分析对比了两者各自的优缺点。3,为了开发基于TDLAS的二维温度场分布反演软件,基于Python语言,开发了处理Hitran数据库的可视化程序,实现了Hitran数据的获取、类SQL(数据库语言)的方式去选择和处理数据、线强、内配分函数、吸收系数和吸收光谱的三种线型函数显示、封装了处理数据的算法、吸收线的筛选。Python的跨平台与面向对象的特性,使得算法易于扩展。分析比较了Python语言相比Matlab数学工具往处理Hitran数据库的数据上的优势。4,文章分析了计算机断层扫苗技术的两大类算法,详细阐述了本文使用的代数迭代算法(ART, Algebraic reconstruction technique),基于Python语言,结合Tkinter绘制和用户交互的可视化界面,通过Scipy和Numpy数值算法计算库去计算矩阵、Matplotlib 2D和3D绘图库绘制最终的结果,首先给出了二维温度场的数值模拟分布,在给定积分吸光度的基础上,反演出了二维温度场的分布和插值后的分布,接着反演了加上2%噪声后的分布。

关键词：可调谐半导体激光吸收光谱技术代数迭代算法直接吸收温度场二维重建 HITRAN数据库

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基于吸收光谱层析成像的气体摩尔分数和温度分布二维重建

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物理实验 2016年第9期36卷 9-14页

作者：买鹏张帆西安卫星测控中心陕西西安710043

基于可调谐二极管激光吸收光谱层析成像技术,采用代数迭代重建算法,实现对气体摩尔分数场和温度场二维分布的重建.利用半透半反镜,将激光束反复穿过被测区域,用多个探测器依序接收,固定光路瞬时测量.建立H2O蒸气摩尔分数和温度分布模型... 详细信息

基于可调谐二极管激光吸收光谱层析成像技术,采用代数迭代重建算法,实现对气体摩尔分数场和温度场二维分布的重建.利用半透半反镜,将激光束反复穿过被测区域,用多个探测器依序接收,固定光路瞬时测量.建立H2O蒸气摩尔分数和温度分布模型,数值分析了初始光线角度、光线数目、网格数目对重建结果的影响.通过对初始假定分布数据进行取样得到期望数据,将期望数据与重建数据的对比结果作为重建结果评价依据,通过插值与初始数据比较评判整个重建方案.结果表明新的光线分布能够较好地对被测区域进行重建,同时证明了期望数据描述方法可行.

关键词：可调谐激光吸收光谱层析成像二维重建代数迭代算法摩尔分数温度

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基于TDLAS的二维温度场分布反演软件设计

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大气与环境光学学报 2017年第5期12卷 393-400页

作者：陈福多刘建国阚瑞峰许振宇夏晖晖陈祥中国科学技术大学环境科学与光电技术学院安徽合肥230026 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院环境光学与技术重点实验室安徽合肥230031

可视化的二维温度场分布反演软件对温度场重建分布起到了重要的作用.基于可调谐二极管激光吸收光谱(tunable diode laser absorption spectroscopy,TDLAS)技术,结合代数迭代算法(algebraic reconstruction technique,ART)和Python设计语言,在读取两组积分吸光度的基础上,设计了二维温度场分布的可视化软件.结合激光吸收光谱技术和计算机断层扫描方法,封装了二维温度场重建的算法.在此基础上,添加可视化的操作界面,实现二维温度场重建的原始分布和插值后的分布。针对高斯分布的重建,与原始分布进行比较,结果显示,中心区域温度值较高,边缘较小。结果表明,ART算法和TDLAS技术的结合能够很好地实现二维温度场的反演,克服了TDLAS视线测量的缺陷。

关键词： TDLAS 代数迭代算法二维重建温度场 Python

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Mojette变换稀疏采样发射层析成像理论研究

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西安工业大学学报 2020年第6期40卷 654-661页

作者：王可暄王佳王天宝吴慎将陕西应用物理化学研究所西安710061 西安工业大学光电工程学院西安710021 中国人民解放军陆军装备部驻西安地区军事代表局驻西安地区第一军事代表室西安710025

为了利用较少投影角度的发射层析技术实现燃烧场的高质量三维成像,文中提出一种基于Mojette变换的稀疏采样层析重建方法,以减少重建迭代次数为原则确定出最优投影矢量,结合代数迭代算法进行层析重建,提高重建算法的抗噪声性能。通过建... 详细信息

为了利用较少投影角度的发射层析技术实现燃烧场的高质量三维成像,文中提出一种基于Mojette变换的稀疏采样层析重建方法,以减少重建迭代次数为原则确定出最优投影矢量,结合代数迭代算法进行层析重建,提高重建算法的抗噪声性能。通过建立两种投影之间的关系模型将Radon变换投影转换为Mojette变换投影,将Mojette变换应用于实际的燃烧场重建。数值模拟和实验结果表明:利用8个特定方向的投影可以实现被测物体的高质量重建,且具有较强的抗噪性能和更高的重建效率。该方法可以为投影角度受限的燃烧场三维成像技术提供理论和实验参考。

关键词：层析成像技术 Mojette变换稀疏采样代数迭代算法投影转换

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基于TDLAS的二维温度场测量方法研究

基于TDLAS的二维温度场测量方法研究

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中国空气动力学会测控专业委员会第六届六次全国学术交流会

作者：彭冬金熠杨基明中国科学技术大学精密机械与精密仪器系合肥230027 中国科学技术大学工程与材料科学实验中心合肥230027 中国科学技术大学近代力学系合肥230027

本文使用Matlab语言实现了代数迭代算法ART和模拟退火算法SA两种算法,并使用两种算法在不同条件下对给定简单单峰温度场和复杂双峰温度场分别进行重建仿真,分析比较了不同算法的重建效果.结果表明,对于简单单峰温度场两种算法在合适的... 详细信息

本文使用Matlab语言实现了代数迭代算法ART和模拟退火算法SA两种算法,并使用两种算法在不同条件下对给定简单单峰温度场和复杂双峰温度场分别进行重建仿真,分析比较了不同算法的重建效果.结果表明,对于简单单峰温度场两种算法在合适的条件下均可以得到较为理想的结果,其中ART的重建结果稍好;而对于复杂双峰温度场,SA的结果远好于ART.具体来说,ART算法主要受射线覆盖率影响,射线覆盖率合适时单峰温度场重建结果最大偏差5.9％,双峰温度场则高达25％;SA算法则对谱线线对较为敏感,六条吸收谱线重建时双峰温度场最大偏差约5.5％.这些结果为不同实验条件下TDLAS层析式测量方法的系统构建提供了理论依据.

关键词：代数迭代算法模拟退火算法二维温度场数值仿真

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CT图像重建算法的比较研究

CT图像重建算法的比较研究

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第十三届反应堆数值计算与粒子输运学术会议暨2010年反应堆物理会议

作者：刘晓钱达志卢铁城中国工程物理研究院核物理与化学研究所绵阳 621900 四川大学物理系教育部辐射物理及技术重点实验室成都 610064 中国工程物理研究院核物理与化学研究所绵阳 621900 四川大学物理系教育部辐射物理及技术重点实验室成都 610064

本文对滤波反投影算法和代数迭代算法的原理进行了简单的介绍，利用滤波反投影(FBP)算法和代数迭代(ART)算法对仿真数据（被模拟的物体含有C、Pb、Fe等元素）进行了图像重建，就图像重建速度、噪声及投影数据的多少对图像重建质量的影... 详细信息

本文对滤波反投影算法和代数迭代算法的原理进行了简单的介绍，利用滤波反投影(FBP)算法和代数迭代(ART)算法对仿真数据（被模拟的物体含有C、Pb、Fe等元素）进行了图像重建，就图像重建速度、噪声及投影数据的多少对图像重建质量的影响进行了比较和分析。结果表明，FBP算法的重建速度比ART算法的重建速度快些;在较少的投影数据情况下，ART算法的图像重建质量比FBP算法好;在有噪声的情况下，ART算法比FBP算法对噪音的抗干扰能力更为明显。

关键词： CT图像图像重建滤波反投影算法代数迭代算法抗干扰能力

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一种基于最大辐射信号强度监测的锅炉截面二维温度场重建算法

一种基于最大辐射信号强度监测的锅炉截面二维温度场重建算法

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作者：祁超匡世才黄建军 710018 陕西省西安市经济技术开发区凤城七路155号

本发明公开了一种基于最大辐射信号强度监测的锅炉截面二维温度场重建算法，在锅炉左墙和后墙各布置三个红外测温传感器；温度平均值和最大值分别记为Ta、Tm；将全局温度场最高温度网格位置定位i与k交叉的位置；将Tik的温度值作为作为... 详细信息

标准号: CN113658286B

本发明公开了一种基于最大辐射信号强度监测的锅炉截面二维温度场重建算法，在锅炉左墙和后墙各布置三个红外测温传感器；温度平均值和最大值分别记为T_a、T_m；将全局温度场最高温度网格位置定位i与k交叉的位置；将T_ik的温度值作为作为已知值带入到求解方程组中，然后使用ART代数迭代算法进行温度场重建，形成重建场1；将所有已经定位的红外探头实测温度值作为已知值带入到求解方程组中，然后使用ART算法进行温度场重建得到重建场2，重建场2为最终温度场；使红外探头可以同时测出当前路径温度的平均值及最大值，基于最大辐射信号修正的改进ART重建算法进行温度场重建，保证重建温度场与实际温度场的吻合度。

关键词：温度场重建求解方程组红外探头重建算法最大辐射锅炉红外测温传感器代数迭代算法信号强度监测二维温度场最终温度场网格位置信号修正吻合度后墙算法左墙实测全局改进保证

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一种基于最大辐射信号强度监测的锅炉截面二维温度场重建算法

一种基于最大辐射信号强度监测的锅炉截面二维温度场重建算法

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作者：祁超匡世才黄建军 710018 陕西省西安市经济技术开发区凤城七路155号

标准号: CN113658286A

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