[發(fā)明專利]一種螺旋輸送管內(nèi)粉體流型檢測裝置及壓縮感知流型辨識方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310662914.X
• 申請日: 2013-12-09
• 公開（公告）號: CN103645029A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張西良;吳琪;孫祥;王輝;路欣;徐云峰;張世慶
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 盧亞麗

1.一種螺旋輸送管內(nèi)粉體流型檢測裝置，包括檢測傳感器、信號采集及處理單元（2）和上位機（3）；其特征在于：所述檢測傳感器由前端屏蔽電極陣列（121）、檢測電極陣列（122）、末端屏蔽電極陣列（123）、圓柱絕緣管道（13）和屏蔽罩（11）組成；前端屏蔽電極陣列（121）、檢測電極陣列（122）和末端屏蔽電極陣列（123）粘貼于圓柱絕緣管道（13）上，檢測電極陣列（122）通過同軸電纜與信號采集及處理單元（2）連接，屏蔽罩（11）裝置在所述圓柱絕緣管道（13）的外壁上，前端屏蔽電極陣列（121）、檢測電極陣列（122）以及末端屏蔽電極陣列（123）包裹在所述屏蔽罩（11）內(nèi)；前端屏蔽電極陣列（121）、末端屏蔽電極陣列（123）和屏蔽罩（11）皆由同軸電纜連接以實現(xiàn)電氣接地；信號采集及處理單元（2）用于控制檢測電極陣列各個極板的狀態(tài)，測量電極對間的電容，通過通用異步串口與上位機（3）通訊；上位機（3）用于啟動或停止數(shù)據(jù)的測量，獲取電容值，并對數(shù)據(jù)進行處理和分析，顯示流型辨識的結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋輸送管內(nèi)粉體流型檢測裝置，其特征在于圓柱絕緣管道（13）的兩端帶有法蘭（131），圓柱絕緣管道（13）通過法蘭（131）與支撐板（133）連接，屏蔽罩（11）的兩端帶有翻邊（111），翻邊（111）上帶有通孔，圓柱絕緣管道（13）外壁的對應(yīng)位置開有螺紋孔，通過螺紋（16）將屏蔽罩安裝到圓柱絕緣管（13）上。圓柱絕緣管道（13）的外壁粘貼有檢測電極陣列（122），檢測管道內(nèi)粉體信息；所述檢測電極陣列（122）的前方、于螺旋管外壁上安裝有前端屏蔽電極陣列（121），所述檢測電極陣列（122）的后方、于螺旋管外壁上安裝有末端屏蔽電極陣列（123），以減小邊緣效應(yīng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的螺旋輸送管內(nèi)粉體流型檢測裝置，其特征在于所述前端屏蔽電極陣列（121）由八個結(jié)構(gòu)相同的螺旋極片組成，其軸向長度為圓柱絕緣管道（13）外徑的0.3倍，螺距為圓柱絕緣管道（13）外徑的1.25倍，按相同方向從圓柱絕緣管道（13）外部的一端旋向圓柱絕緣管道（13）外部的另一端，旋轉(zhuǎn)角度為90°，螺旋電極的張角是40°，螺旋電極間的間隔角是5°，螺旋極片軸向位置處于絕緣管中心部位，采用1mm厚的銅箔。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述螺旋輸送管內(nèi)粉體流型檢測裝置，其特征在于所述的檢測電極陣列（122），緊隨前端屏蔽電極陣列（121），與前端屏蔽電極陣列（121）的軸向距離是0.15倍的圓柱絕緣管道（13）外徑，由八個結(jié)構(gòu)相同的螺旋極片組成，所有電極按相同方向從絕緣管道外部的一端旋向圓柱絕緣管道（13）外部的另一端，旋轉(zhuǎn)角度為360°，螺旋電極的張角是40°，螺旋電極間的間隔角是5°，螺旋極片軸向位置處于絕緣管中心部位，檢測電極軸向長度為圓柱絕緣管道（13）的1.25倍，螺距為圓柱絕緣管道（13）外徑的1.25倍，采用1mm厚的銅箔。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的螺旋輸送管內(nèi)粉體流型檢測裝置，其特征在于所述末端屏蔽電極陣列（123）緊隨檢測電極陣列（122），與檢測電極陣列（122）的軸向距離是0.15倍的圓柱絕緣管道（13）外徑，由八個結(jié)構(gòu)相同的螺旋極片組成，所有電極按相同方向從圓柱絕緣管道（13）外部的一端旋向圓柱絕緣管道（13）外部的另一端，旋轉(zhuǎn)角度為90°，螺旋電極的張角是40°，螺旋電極間的間隔角是5°，末端屏蔽電極軸向長度為0.3倍的絕緣管道外徑，螺距為圓柱絕緣管道（13）外徑的1.25倍，采用1mm厚的銅箔。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的螺旋輸送管內(nèi)粉體流型檢測裝置，其特征在于所述圓柱絕緣管道（13）采用有機玻璃作為制作材料，其內(nèi)徑為40mm，外徑為50mm。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的螺旋輸送管內(nèi)粉體流型檢測裝置，其特征在于所述屏蔽罩（11）軸向長度是圓柱絕緣管道（13）外徑的2.5倍，屏蔽罩（11）的外徑為60mm，采用1mm厚的銅箔。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋輸送管內(nèi)粉體流型檢測裝置，其特征在于所述信號采集及處理單元（2）由電源模塊、電極切換模塊、單片機控制單元、信號測量及處理模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊組成，所述信號測量及處理模塊選用通用微小電容讀取芯片。