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摘 要：由于气固两相流的复杂性，增加了对气固流化床的检测分析技术。本文简单的综述气固流化床的检测技术与现代的电子技术相结合，增加了检测技术的准确性，进而传统的各种测量手段与现在先进的算法有机的结合在一起，来获得重要的测量参数，其中从流化床系统中压力脉冲信号中提取有用的隐含信息是现在最重要的方法，随后本文简单的介绍了4种处理压力脉冲时间序列的方法。
关键词：气固两相流 流化床 信号检测 统计分析 变换域分析 时间域分析 非线性分析
气固两相流的典型流动系统是气固流化床，已从催化裂化技术中获得了优异的成果并且受到研究者们地青睐。由于气固两相流的流动过程的复杂性，使流态化技术以及工程应用有待进一步的研究和完善。为了加深对流化特性的了解和对气固两相流流动系统的动力学的认识，于是对检测分析技术提出了更高的要求。
一、流化床信号检测技术的研究
流化床参数大致可分为三大类[1]：第一种是与设计相关的参数，如压降、传热系数、流量等；第二种是与系统研究有关联的参数，如流型、质量流量等；第三种是与脉动相关的参数，如压力的波动等。由于气固两流的流型以及流动条件的复杂性，导致诸多参数无法测量或在测量上有很大难度。大量实验研究表明，流化床的压力波动信号易于测量且测量方法简单，数据精确，能适用用于任何条件下的环境，并且压力波动信号还包含了许多颗粒流动状况等反应内以及外在动态的综合信息。但是测量压波动信号的有用的隐含信息，是现在一项急需解决的课题。
目前，流化床检测技术迅速发展并且已广泛的应用的许多领域，现在主要的并且应用比较多的检测技术有激光相位多普勒技术[2]、光纤技术[3]、流动层析成像技术[4]、超声波检测技术[5]等。如多相流检测中经常用到的激光技术，因为此技术并在测量颗粒相速度同时还能检测出颗粒尺寸和固体流量的信息。随着高科技的迅速发展以及计算机的普及，计算机数字图象处理技术和高速视频分析系统得到了迅速发展，现在光纤技术和图象处理技术已经成功地应用到流化床中，于是光纤成像系统诞生了，为将成为流化床研究的一个得力的工具。流动层析成像技术在近十几年得到了飞速的发展，因为其能够准确的测量气固两相流的动态图像。在最近几年来，流动层析成像技术实现了在线测量两种或两种以上的流动参数，同时还获得了二维以及三维信息图像。
现在，电子技术尤其是电子计算机技术得到了突飞猛进的发展，为快速分析以及快速处理动态数据带来了有利的条件，其中软测量技术体现出巨大的潜力，引起了研究者的极大兴趣。国内许多研究者现在已经开始将注意力投向了流化床参数检测中，将传统的各种测量手段与现在先进的算法有机的结合在一起，运用视神经网络技术、模糊处理技术等方法，处理已经获得信号，从中提取隐含信息来获得重要过程参数[6-8]。
二、流化床信号分析处理方法的研究
到目前为止，从流化床系统中单个压力脉冲信号中提取有用的隐含信息和得到的重要参数，还不能从根本上体现出流化床系统的传输特性，现在，没有一个可用的数学模型用于流化床的设计与放大。现在许多研究者采用不同的方法来处理压力脉冲时间序列，从理论上大致可分为4种：
1.统计分析
时间序列中数据点的分布密度与统计分析存在密切的关系，可以计算出平均值、方差等一些特征量，因此，许多研究者用统计分析来研究流化床中气固流化状态以及信号处理，可以获得流化床中气固流化过程的相关信息[9,10]。
2.变换域分析
传统的变换域分析采用的是平稳的、成熟的、信号分析法（如互相关函数、凝聚函数等），主要以快速傅立叶变换为理论基础，广泛的应用于气固两相流领域中压力脉动的规律性分析、流型识别中。在过去的几十年间，已经有人大量的研究了气固流化床的压力脉冲机理、流化床参数对压力脉冲频率的影响以及流化床的压力脉动信号的模型等方面。但这些的研究是建立在流化床系统是线性的基础上的，使实验分析与实验结果不一致，并且重性比较差，导致对流化床的研究之局限于实验室的研究[11,12]。
3.时频域分析
随着人们加深对流化床的认识和研究，提出了流化床是非线性的，压力脉冲信号是非平稳的，推翻了传统对流化床系统的假设，，并且相继出现了的随着对流化床反应器流化机理的认识和压力脉动信号研究的不断深入，流化床压力脉动傅立叶变换、小波分析等时频二维分析的信号处理技术和方法，并且在气固流化床的信号分析中得到了广泛的应用[12,13]。
4.非线性分析方法
非线性分析方法[14,15]主要有三种方法：混沌特性分析、分形特征分析、复杂性分析。其中非线性分析法是现在研究的热点，已经广泛的涉足许多领域，如：物理学等，为非线性系统的研究提供了一个重要的分析手段。混沌特征参数主要包括：分维数，Lyapunov指数，Kolmogorov熵。与混沌分析法密切相关的是分形法，主要是用几何语言描述混沌运动，是一种数学语言。现在，R/S是广泛使用的分形特征分析法，利用布朗运动模型为理论依据，预测未来的时间序列。
三、结束语
从流化床系统中压力脉冲信号中提取有用的隐含信息是现在最重要的方法，在4种处理压力脉冲时间序列的方法中，非线性分析方法中的混沌分析法是现在研究的一个热点。
参考文献
[1]陈甘棠，王樟茂．《多相流反应工程》，浙江大学出版社，1996．
关键词：气固两相流 流化床 信号检测 统计分析 变换域分析 时间域分析 非线性分析
气固两相流的典型流动系统是气固流化床，已从催化裂化技术中获得了优异的成果并且受到研究者们地青睐。由于气固两相流的流动过程的复杂性，使流态化技术以及工程应用有待进一步的研究和完善。为了加深对流化特性的了解和对气固两相流流动系统的动力学的认识，于是对检测分析技术提出了更高的要求。
一、流化床信号检测技术的研究
流化床参数大致可分为三大类[1]：第一种是与设计相关的参数，如压降、传热系数、流量等；第二种是与系统研究有关联的参数，如流型、质量流量等；第三种是与脉动相关的参数，如压力的波动等。由于气固两流的流型以及流动条件的复杂性，导致诸多参数无法测量或在测量上有很大难度。大量实验研究表明，流化床的压力波动信号易于测量且测量方法简单，数据精确，能适用用于任何条件下的环境，并且压力波动信号还包含了许多颗粒流动状况等反应内以及外在动态的综合信息。但是测量压波动信号的有用的隐含信息，是现在一项急需解决的课题。
目前，流化床检测技术迅速发展并且已广泛的应用的许多领域，现在主要的并且应用比较多的检测技术有激光相位多普勒技术[2]、光纤技术[3]、流动层析成像技术[4]、超声波检测技术[5]等。如多相流检测中经常用到的激光技术，因为此技术并在测量颗粒相速度同时还能检测出颗粒尺寸和固体流量的信息。随着高科技的迅速发展以及计算机的普及，计算机数字图象处理技术和高速视频分析系统得到了迅速发展，现在光纤技术和图象处理技术已经成功地应用到流化床中，于是光纤成像系统诞生了，为将成为流化床研究的一个得力的工具。流动层析成像技术在近十几年得到了飞速的发展，因为其能够准确的测量气固两相流的动态图像。在最近几年来，流动层析成像技术实现了在线测量两种或两种以上的流动参数，同时还获得了二维以及三维信息图像。
现在，电子技术尤其是电子计算机技术得到了突飞猛进的发展，为快速分析以及快速处理动态数据带来了有利的条件，其中软测量技术体现出巨大的潜力，引起了研究者的极大兴趣。国内许多研究者现在已经开始将注意力投向了流化床参数检测中，将传统的各种测量手段与现在先进的算法有机的结合在一起，运用视神经网络技术、模糊处理技术等方法，处理已经获得信号，从中提取隐含信息来获得重要过程参数[6-8]。
二、流化床信号分析处理方法的研究
到目前为止，从流化床系统中单个压力脉冲信号中提取有用的隐含信息和得到的重要参数，还不能从根本上体现出流化床系统的传输特性，现在，没有一个可用的数学模型用于流化床的设计与放大。现在许多研究者采用不同的方法来处理压力脉冲时间序列，从理论上大致可分为4种：
1.统计分析
时间序列中数据点的分布密度与统计分析存在密切的关系，可以计算出平均值、方差等一些特征量，因此，许多研究者用统计分析来研究流化床中气固流化状态以及信号处理，可以获得流化床中气固流化过程的相关信息[9,10]。
2.变换域分析
传统的变换域分析采用的是平稳的、成熟的、信号分析法（如互相关函数、凝聚函数等），主要以快速傅立叶变换为理论基础，广泛的应用于气固两相流领域中压力脉动的规律性分析、流型识别中。在过去的几十年间，已经有人大量的研究了气固流化床的压力脉冲机理、流化床参数对压力脉冲频率的影响以及流化床的压力脉动信号的模型等方面。但这些的研究是建立在流化床系统是线性的基础上的，使实验分析与实验结果不一致，并且重性比较差，导致对流化床的研究之局限于实验室的研究[11,12]。
3.时频域分析
随着人们加深对流化床的认识和研究，提出了流化床是非线性的，压力脉冲信号是非平稳的，推翻了传统对流化床系统的假设，，并且相继出现了的随着对流化床反应器流化机理的认识和压力脉动信号研究的不断深入，流化床压力脉动傅立叶变换、小波分析等时频二维分析的信号处理技术和方法，并且在气固流化床的信号分析中得到了广泛的应用[12,13]。
4.非线性分析方法
非线性分析方法[14,15]主要有三种方法：混沌特性分析、分形特征分析、复杂性分析。其中非线性分析法是现在研究的热点，已经广泛的涉足许多领域，如：物理学等，为非线性系统的研究提供了一个重要的分析手段。混沌特征参数主要包括：分维数，Lyapunov指数，Kolmogorov熵。与混沌分析法密切相关的是分形法，主要是用几何语言描述混沌运动，是一种数学语言。现在，R/S是广泛使用的分形特征分析法，利用布朗运动模型为理论依据，预测未来的时间序列。
三、结束语
从流化床系统中压力脉冲信号中提取有用的隐含信息是现在最重要的方法，在4种处理压力脉冲时间序列的方法中，非线性分析方法中的混沌分析法是现在研究的一个热点。
参考文献
[1]陈甘棠，王樟茂．《多相流反应工程》，浙江大学出版社，1996．