[發明專利]基于靜電和光電傳感器的流化床混合顆粒檢測裝置及方法

在審

• 申請號: 201610187442.0
• 申請日: 2016-03-29
• 公開（公告）號: CN105628571A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 張文彪;楊彬彬;錢相臣;閆勇;胡永輝;黃孝彬
• 申請（專利權）人: 華北電力大學;北京華清茵藍科技有限公司
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06;G01P5/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

1.一種基于靜電和光電傳感器的流化床混合顆粒檢測裝置，其特征在于，所 述基于靜電和光電傳感器的流化床混合顆粒檢測裝置由弧形靜電傳感器、光電激 勵和檢測陣列、光電信號激勵模塊、光電信號調理模塊、靜電信號調理模塊、信 號特征提取模塊和互相關計算模塊組成；其中弧形靜電傳感器、光電激勵和檢測 陣列分別安裝在流化床管道外壁上，弧形靜電傳感器通過靜電信號調理模塊與互 相關計算模塊連接,以實現速度分布檢測；光電激勵和檢測陣列與光電信號激勵模 塊和光電信號調理模塊連接，光電信號調理模塊和信號特征提取模塊連接，以實 現濃度分布檢測；并在弧形靜電傳感器和靜電信號調理模塊外部安裝金屬屏蔽罩 進行電磁屏蔽。

2.根據權利要求1所述的基于靜電和光電傳感器的流化床混合顆粒檢測裝 置，其特征在于，所述弧形靜電傳感器由多組金屬電極構成，每組包含多個電極， 多個電極沿著軸向相隔一定距離相互平行地陣列式分布在流化床外表面；其中， 電極的軸向寬度應控制在2mm到10mm之間，相互平行的電極彼此間距應控制 在10mm到30mm之間。

3.根據權利要求2所述的基于靜電和光電傳感器的流化床混合顆粒檢測裝 置，其特征在于，所述弧形靜電傳感器中電極的數目和布置根據檢測精度要求和 管道尺寸相應調整。

4.根據權利要求1所述的基于靜電和光電傳感器的流化床混合顆粒檢測裝 置，其特征在于，所述光電激勵和檢測陣列由一組排列在流化床四周的近紅外發 光二極管和近紅外探測二極管組成；近紅外發光二極管和光電信號激勵模塊連 接，近紅外探測二極管與光電信號調理模塊和信號特征提取模塊連接。

5.根據權利要求4所述的基于靜電和光電傳感器的流化床混合顆粒檢測裝 置，其特征在于，光電激勵和檢測陣列按照平行光路分布和、或扇形光路分布； 并且發光二極管和探測二極管的數目根據檢測精度要求和管道尺寸相應調整。

6.根據權利要求4所述的基于靜電和光電傳感器的流化床混合顆粒檢測裝 置，其特征在于，光電信號激勵模塊生成發光二極管的激勵信號，并對不同發光 二極管的激勵順序進行控制。

7.根據權利要求4所述的基于靜電和光電傳感器的流化床混合顆粒檢測裝 置，其特征在于，光電和靜電信號調理模塊將微弱的光電和靜電信號進行轉換、 濾波和放大，以便對信號進行采集和處理。

8.一種使用流化床混合顆粒檢測裝置的混合顆粒檢測方法，其特征在于，當 帶電的混合顆粒流經過弧形靜電傳感器的電極感應區域時，電極上感應出與混合 顆粒流動狀態相關的感應電荷信號，經過與電極對應的靜電信號調理模塊轉換、 濾波和放大，得到放大后的靜電信號，根據混合顆粒中的不同顆粒在流化床流動 時靜電信號頻率特性的差異，通過信號分解，對上下游不同成分的靜電信號進行 互相關計算，得出流化床中混合顆粒的流速分布；對于濃度分布的測量，根據 Bear-Lambert定律，光線通過測量區域時的衰減特性與顆粒濃度和顆粒的物性相 關；檢測時，通過信號特征提取模塊對不同發光二極管發出光線通過測量區域后 的衰減情況進行分析，得出流化床中混合顆粒的濃度分布情況。