|1.6 云雾浓度测试发展综述|
针对燃料分散过程的研究已取得了一定成果，但受到燃料分散过程复杂和测试设备不完善等因素阻碍，云雾内部燃料浓度动态分布的研究仍处于起步阶段。仅有部分文献获得了燃料分散云雾场浓度分布的数值结果，而高落速瞬态燃料分散云雾场研究少有涉及，云雾场浓度动态分布的试验研究仍有大片空白。
云爆燃料抛撒与空气混合形成多相混合物云团，通过起爆云团实现云雾爆轰毁伤效能。合适的燃料云团浓度是云爆燃料爆轰的前提条件，燃料分散过程中，云雾浓度不可能处处均匀，因此，一般选择在容器内进行试验。容器内粉尘浓度的分布规律是分析云爆燃料爆轰试验结果的重要基础。
Klippel等采用消光法测量了两种不同充填方式下50 m3筒仓的粉尘浓度，并通过CFD数值模拟方法对试验结果进行了验证。Hauert等采用消光法测量了12 m3筒仓的粉尘浓度，结果显示靠近筒仓壁面区域，随着测量高度的增加，粉尘浓度逐渐降低；筒仓中心区域，在每一个测量高度水平，粉尘浓度都较高。
Liu和Zhang利用消光法估算20 L圆柱形爆炸罐体内不同位置处铝粉浓度随时间的变化。Bing等采用高速摄影系统，分析了粉尘云在20 L透明圆形罐中的扩散过程，利用图像处理技术，对粉尘云的透光率进行了定性分析。结果表明，粉尘云扩散过程有三个连续阶段：粉尘快速注入阶段、稳定阶段和粉尘沉降阶段。
M.Spida等利用传导率法对颗粒浓度分布进行试验研究，针对两种颗粒直径和两种颗粒体积浓度进行测量，设计8个不同的试验系统，测量颗粒的轴向和径向浓度分布。H.Yamazaki等利用消光法对体积浓度为30%的高浓度颗粒进行测量。Kalejaiye等通过光学法研究20 L罐体内粉尘浓度分布的均匀性，利用光线在不同浓度粉尘悬浮体内的衰减特性，判断粉尘在罐体内的浓度分布。由于光线衰减特性与粉尘浓度之间的函数关系很难确定，因此并不能直接给出粉尘瞬态浓度分布的确切值。由此可见，脉冲驱动下粉尘瞬态浓度检测是当前世界上尚未解决的技术难题。
在粉尘浓度检测方面，将粉尘抽象为微纳固体颗粒—空气的两相混合物模型，其浓度检测技术在经济、环保、国防和民生等诸多领域具有广泛的应用，得到各个行业的广泛关注和研究。Monazam等基于循环装置水平段压降测量的方法实现固体质量浓度流量的估算。Juliusz B.Gajewski等使用基于静电感应的探针以及实时监测粒子质量流量或浓度的数学模型，具备非接触式、非阻塞式装置，用于管道中气固两相流量计量。
当前，基于传感器探测多相物浓度的方法及技术研究主要包括光学检测法、电场法、射线衰减法和超声衰减法等。随着传感器技术和智能技术的全面发展，基于感知多相混合物浓度的传感器在理论研究、模型建立、浓度特征分析方面取得显著成果，传统的人工称重法逐渐向智能传感检测方向发展，如图1-9所示。
图1-9 多相物/流检测发展路线图
基于传感的信号特征进行多相流参数（流量、流速、密度等）检测具有非接触、在线检测的优点，因此得到了国内外流体检测领域的青睐，包括电学检测法、光学检测法、声学法等检测方法的广泛研究，如图1-10所示。
图1-10 非接触式传感器多相流检测方法