[实用新型]静电耦合电容双模复用阵列传感器及气力输送两相流颗粒荷电分布测量装置

说明书

本实用新型属于气固两相流流动检测技术领域，具体涉及静电耦合电容双模复用阵列传感器，包括16个静电‑电容双模复用弧状检测电极和8个电容激励电极；16个静电‑电容双模复用弧状检测电极分为上下游两组，每组8个均匀轴向布置在传感器管道上，上游电极与下游电极相对设置构成双阵列结构；8个电容激励电极均匀轴向布置在传感器管道上，电容激励电极与静电‑电容双模复用弧状检测电极间隔设置。本实用新型还公开了一种气力输送两相流颗粒荷电分布测量装置。根据本实用新型可实时有效测量出气力输送两相流颗粒荷电分布。

技术领域

本实用新型属于气固两相流流动检测技术领域，具体涉及一种静电耦合电容双模复用阵列传感器及气力输送两相流颗粒荷电分布测量装置。

背景技术

气力输送系统广泛应用于电力、化工、制药、冶金等领域。在气力输送过程中，颗粒荷电现象普遍存在。实现颗粒荷电的实时准确测量可有效防止气力输送过程中各种类型的静电放电以及由此引发的火灾和爆炸等事故。对气力输送两相流颗粒荷电检测方法及技术的研究具有重要的科学意义和工业应用价值。

目前，气固两相流颗粒荷电测量方法主要有两种，即法拉第筒法和静电探头法。法拉第筒法在气力输送系统颗粒荷电测量时反应出两个明显的缺点，第一，法拉第筒的测量结果是取样颗粒电荷中和后的结果，即为管内颗粒的整体带电量；第二，法拉第筒法目前无法实现气固两相流颗粒荷电量的在线测量。而在工程实际应用以及颗粒荷电与两相流动的相互作用机理研究中，往往需要实时了解颗粒荷电信息。此时，利用静电探头在线检测管内颗粒荷电成为首选。随着静电检测技术的进一步发展，人们开始尝试将静电探头法与层析成像技术相结合，反演气固两相流的颗粒电荷截面分布，这就是静电层析成像（ElectroStatic Tomography, EST）技术。尽管EST技术已有二十多年的发展历史，但它在实际应用中未获得实质性进展，主要有两方面的原因：一是EST采用被动式静电传感器，传感机制单一，获取的有效信息较少，导致电荷分布测量分辨率较低、反演精度不高；二是EST传感器探头上的感应电荷不仅取决于传感器内荷电颗粒的带电量，还取决于荷电颗粒的空间位置以及颗粒的速度和浓度，是这些因素综合效应后的结果（这里假设管道材料、颗粒成份及输送环境等外部可控条件保持恒定），若不考虑管内荷电颗粒的这些流动信息，很难从EST探头上的感应电荷中提取出能直接表征颗粒真实荷电量的信息。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述气力输送两相流颗粒荷电检测技术存在的缺点，提供一种静电耦合电容双模复用阵列传感器及测量装置，本实用新型提出的颗粒荷电分布测量装置可实时有效测量出气力输送两相流颗粒荷电分布。