[發明專利]基于陣列式靜電傳感器的粉體流動在線測量裝置及方法

在審

• 申請號: 201310314830.7
• 申請日: 2013-07-24
• 公開（公告）號: CN103389117A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 閆勇;胡永輝;錢相臣;王麗娟;黃孝彬
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G01D5/12
• 分類號: G01D5/12
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 史雙元

1.一種基于陣列式靜電傳感器的粉體流動在線測量裝置，其特征在于，所述粉體流動測量裝置為在氣固兩相流管壁上安裝靜電感應探片，靜電感應探片插入到顆粒流場中或者貼敷于管道內壁上；靜電感應探片由靜電電極陣列和電荷放大器構成，靜電感應探片的輸出信號由嵌入式數據處理模塊進行調理、采集、處理與分析，以獲得粉體流動參數。?

2.根據權利要求1所述基于陣列式靜電傳感器的粉體流動在線測量裝置，其特征在于，所述靜電感應探片為扁平狀結構，在靜電感應探片上分布有多個靜電感應單元，每個靜電感應單元由兩到三個條狀金屬電極構成；條狀金屬電極垂直于來流方向，同一單元的多個條狀金屬電極在來流方向上平行分布。?

3.根據權利要求1或2所述基于陣列式靜電傳感器的粉體流動在線測量裝置，其特征在于，所述靜電感應探片的寬度應以對流場不造成太大擾動為宜，其厚度為1-2毫米。?

4.根據權利要求1所述基于陣列式靜電傳感器的粉體流動在線測量裝置，其特征在于，所述靜電感應探片由不銹鋼材料制成，其厚度為1-2毫米；并鍍有陶瓷以增加耐磨性。?

5.根據權利要求1所述基于陣列式靜電傳感器的粉體流動在線測量裝置，其特征在于，所述粉體流動測量裝置為多個靜電感應探片在管道截面內的空間靈活多樣布局，分別采用三個和五個平行布置的靜電感應探片對管道流場進行測量，或采用三組相隔120度角的均勻分布的靜電感應探片對管道流場進行測量；或將靜電感應探片貼在管道內壁上，以實現對不同位置顆粒流動信息的測量。?

6.根據權利要求1所述基于陣列式靜電傳感器的粉體流動在線測量裝置，其特征在于，所述嵌入式數據處理模塊采用二級放大電路和低通濾波器對信號進行調理，由于需要采集與處理的信號數量較多，且算法復雜，則利用現場可編程門陣列的各IO端口分別對多個模數轉換芯片進行控制，以實現多路靜電信號的同步采集，并利用其硬件并行處理能力來實現對靜電信號的實時處理。?

7.一種基于陣列式靜電傳感器的粉體流動參數在線測量方法，其特征在于，?利用顆粒流經相鄰電極會產生相似靜電感應信號的現象，對同一靜電感應單元中的多路靜電信號進行同步采樣，采用互相關算法獲得上下游靜電信號之間的渡越時間，再根據電極之間的空間距離求得顆粒瞬時速度；利用靜電信號強度與顆粒濃度的單調相關性，通過靜電信號的均方根值推算顆粒的相對體積濃度；以每個靜電感應單元測量其所處局部空間中顆粒的瞬時速度和瞬時濃度，通過將管道內所有局部信息進行融合，得到管道中顆粒的空間平均速度、空間平均濃度以及瞬時質量/體積流量。?