[发明专利]一种电容层析成像传感器

说明书

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种电容层析成像传感器。

背景技术

制药、食品以及其他化工领域存在着大量的流化床干燥、制粒和包衣工艺。实现对上述工艺过程的在线监测不仅可以为优化流化床反应器的结构提供参考，还能提高最终产品的质量。鉴于上述工艺在流化床反应器中的复杂运行状态，目前采用的监测方法有：光学法、正电子示踪法等。但这些手段技术复杂，对设备和运行环境有较多要求。故需要一种相对简单的适用范围广的新型的在线监测技术来实现对上述过程的实时监控。电容层析成像(Electrical Capacitance Tomography，ECT)作为一种可视化成像技术，由于其结构简单、非侵入和非接触、无辐射、成像速度快、耐高温高压、低成本等特点正逐渐成为一种非常有前途的过程成像技术。电容层析成像技术虽然有上述许多优点，现有的电容层析成像系统的成像精度普遍不高，尤其针对不同类型的成像区域，如何提高电容层析成像系统的成像精度成为一种重要的研究课题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种电容层析成像传感器。

(二)技术方案

本发明的一种电容层析成像传感器，其包括：外层屏蔽罩、外层电极组和内置电极组，其中，外层电极组，其包括N块外层电极片，N块外层电极片之间间隔一定距离、均匀紧贴在管道外壁，N取8、12或16；外层屏蔽罩，其覆盖外层电极片和管道外壁；内置电极组，其包括电极单元，电极单元包括内置电极片及保护框，保护框为两块尺寸大于内置电极片的平板，其将内置电极片夹于中间，其两端固定于管道内壁。

优选地，该电容层析成像传感器还包括：内层电极组和内屏蔽罩14，第一外层电极组，其包括N块第一电极片12，N块第一电极片12之间间隔一定距离、均匀紧贴在外层圆筒51的外壁；第一外层屏蔽罩11覆盖第一电极片12和外层筒壁51；内层电极组，其包括M块第二电极片13，M块第二电极片13之间间隔一定距离、均匀紧贴在与第一外层电极组正对的内层圆筒52的内壁；内屏蔽罩14覆盖第二电极片13和内层圆筒52；第一内置电极组位于外层圆筒51和内层圆筒52之间、正对第一外层电极组和内层电极组的环形区域53，其包括沿环形区域53径向方向、在环形区域53内均匀分布的K个电极单元，电极单元包括一第三电极片15及第一保护框16，第一保护框16为两块尺寸大于第三电极片的平板，其两端固定于外层圆筒51和内层圆筒52，M和K取4，第一内置电极组包括4个电极单元，围绕内层圆筒52的外壁成十字交叉。

优选地，第三电极片15与其左右两侧的第一电极片12的中点和其左右两侧的第二电极片13的中点对齐，第一外层电极组和内层电极组均关于第一内置电极组对称。

优选地，第一电极片12和第二电极片13平展后为高度相同、宽度相同或不同的矩形铜板；和/或第一外层屏蔽罩11平展后为柔软可弯折的矩形薄铜片平板，矩形薄铜片平板的厚度为0.3-0.5mm，其长度比外层圆筒51的外壁周长大20-30mm，其宽度比第一电极片12的高度高20-30mm；和/或内屏蔽罩14平展后为柔软可弯折的矩形薄铜片平板，矩形薄铜片平板的长度比内层圆筒52的内壁周长大20-30mm，其宽度比第一电极片12的高度h高20-30mm。

优选地，第三电极片15为与第一电极片12和第二电极片13的高度相同，宽度小于或等于环形区域53的宽度的矩形铜板，第一保护框16为两块非金属材料制作的带有倒角的平板，平板厚度为5-10mm，其高度大于第三电极片15的高度，其宽度等于环形区域53的宽度，平板之间用胶粘接，将第三电极片15夹于中间，两端粘贴于外层圆筒51和内层圆筒52。

优选地，第一外层屏蔽罩11和外层筒壁51之间固定有第一支架31，第一支架31由两个相同的半圆形支架32组成，两个半圆形支架32连接处的第一螺纹孔33由螺钉连接，固定于外层圆筒51的外壁，并被第一外 层屏蔽罩11覆盖，连接第一电极片12的导线由半圆形支架32上的第一通孔34引出。

优选地，内屏蔽罩14和内层圆筒52之间固定有第二支架，第二支架也由两个相同半圆形支架32组成，两个半圆形支架32连接处的第一螺纹孔33由螺钉连接，紧贴在内层圆筒52的内壁，并被内屏蔽罩14覆盖，连接第二电极片13的导线由半圆形支架32上的第一通孔34引出。

优选地，第一内置电极组的第一保护框16的两个平板采用打孔、螺栓连接。