[发明专利]基于阵列式静电传感器的粉体流动在线测量装置及方法

权利要求书

1.一种基于阵列式静电传感器的粉体流动在线测量装置，其特征在于，所述粉体流动测量装置为在气固两相流管壁上安装静电感应探片，静电感应探片插入到颗粒流场中或者贴敷于管道内壁上；静电感应探片由静电电极阵列和电荷放大器构成，静电感应探片的输出信号由嵌入式数据处理模块进行调理、采集、处理与分析，以获得粉体流动参数。 

2.根据权利要求1所述基于阵列式静电传感器的粉体流动在线测量装置，其特征在于，所述静电感应探片为扁平状结构，在静电感应探片上分布有多个静电感应单元，每个静电感应单元由两到三个条状金属电极构成；条状金属电极垂直于来流方向，同一单元的多个条状金属电极在来流方向上平行分布。 

3.根据权利要求1或2所述基于阵列式静电传感器的粉体流动在线测量装置，其特征在于，所述静电感应探片的宽度应以对流场不造成太大扰动为宜，其厚度为1-2毫米。 

4.根据权利要求1所述基于阵列式静电传感器的粉体流动在线测量装置，其特征在于，所述静电感应探片由不锈钢材料制成，其厚度为1-2毫米；并镀有陶瓷以增加耐磨性。 

5.根据权利要求1所述基于阵列式静电传感器的粉体流动在线测量装置，其特征在于，所述粉体流动测量装置为多个静电感应探片在管道截面内的空间灵活多样布局，分别采用三个和五个平行布置的静电感应探片对管道流场进行测量，或采用三组相隔120度角的均匀分布的静电感应探片对管道流场进行测量；或将静电感应探片贴在管道内壁上，以实现对不同位置颗粒流动信息的测量。 

6.根据权利要求1所述基于阵列式静电传感器的粉体流动在线测量装置，其特征在于，所述嵌入式数据处理模块采用二级放大电路和低通滤波器对信号进行调理，由于需要采集与处理的信号数量较多，且算法复杂，则利用现场可编程门阵列的各IO端口分别对多个模数转换芯片进行控制，以实现多路静电信号的同步采集，并利用其硬件并行处理能力来实现对静电信号的实时处理。 

7.一种基于阵列式静电传感器的粉体流动参数在线测量方法，其特征在于， 利用颗粒流经相邻电极会产生相似静电感应信号的现象，对同一静电感应单元中的多路静电信号进行同步采样，采用互相关算法获得上下游静电信号之间的渡越时间，再根据电极之间的空间距离求得颗粒瞬时速度；利用静电信号强度与颗粒浓度的单调相关性，通过静电信号的均方根值推算颗粒的相对体积浓度；以每个静电感应单元测量其所处局部空间中颗粒的瞬时速度和瞬时浓度，通过将管道内所有局部信息进行融合，得到管道中颗粒的空间平均速度、空间平均浓度以及瞬时质量/体积流量。