[发明专利]多电极静电法气固两相流速度分布检测方法及装置

说明书

所属技术领域

本发明属于气固两相流检测技术领域，具体涉及一种气固两相流颗粒速度分布的检测方法及装置。

背景技术

气固两相流研究涉及广泛的工业生产过程，通过对其关键参数进行在线测量，进而实现过程的优化控制，对于提高生产效率，降低能耗、节约能源具有十分积极的意义。目前，对于颗粒速度测量，主要有基于电容、静电感应、γ射线等监测原理的相关测速方法[1-6]，基于超声、光学、微波等原理的多普勒测速方法及空间滤波方法等等[7-9]。基于气固两相流静电感应现象的静电测量技术因其具有较好的重复性、高敏感性和低成本而被国内外学者广泛的研究[10]。但目前使用的传感器多为单一电极，只能得到气固两相流中的平均流量参数，例如使用基于相关方法的环形电极测量气固两相流的颗粒速度，只是综合反应了管道内颗粒流动的信息，而由于静电传感器的空间灵敏度分布不均匀，即使颗粒的物理、化学性质相同，流动条件相似，甚至是浓度相同，但由于在敏感空间内分布不相同，传感器的输出也不相同。东南大学公开的一种颗粒速度分布的弧状静电传感器阵列测量方法及装置，其使用弧状电极阵列，共有P行电极组，每行电极组(沿轴向分布)中的奇数电极组和偶数电极组产生的两组静电信号经过差分放大，通过频谱分析得到该行电极组灵敏空间内气固两相流颗粒平均速度，通过圆周上各行电极组求得的颗粒平均速度可实现速度分布测量，所得的速度分布图中的每个区域是以360°/1P为圆周角的扇形[11]。该发明专利申请的每行电极组在其敏感空间内可获得气固两相流颗粒平均速度，通过周向上所有电极组结合可实现速度分布测量。速度分布图中的每个区域是扇形，其较难反映管道内每个区域的中心部分和边缘部分颗粒速度分布。

参考文献：

[1]Y.Yan，Mass flow measurement of bulk solids in pneumatic pipelines，Measurement Science and Technology，1996，12(7)：1687～1706

[2]M.P.Mathur，G.E.Klinzing，Flow measurement in pneumatic transport of pulverized coal，Powder Technology，1984，40：309～321

[3]C.G.Xie，A.L.Scott，S.M.Huang etal，Mass flow measurement of solids using electrodynamic and capacitance transducers，Journal ofPhysics E(Scientific Instruments)，1989，22：712～719

[4]S.R.Woodhead，J.E.Amadi-Echendu.Solid phase velocity measurements utilizing electrostatic sensors and cross correlation signal processing.Proceedings of Instrumentation and Measurement Technology Conference.Waltham，Massachusetts，USA，24-26April，1995.

[5]Y.Yan，B.Byrne，S.R.Woodhead etal，Velocity measurement of pneumaticallyconveyed solids using electrodynamic sensors，Measurement Science and Technology，1995，6(5)：515～537

[6]J.Ma，Y.Yan，Design and evaluation of electrostatic sensors for the measurement of velocity of pneumatically conveyed solids，Flow Measurement and Instrumentation，2000，11(3)：195～204

[7]许传龙，汤光华，王式民等，基于静电传感器空间滤波效应的颗粒速度测量，化工学报，2007，58(1)：67～74