[发明专利]一种高温三维电容层析成像传感器及其成像装置

说明书

本申请公开了一种高温三维电容层析成像传感器及其成像装置，所述成像传感器包括绝缘管道、测量电极和第一信号传输线。绝缘管道为中空结构，供流体流动；测量电极设置在绝缘管道的外壁上，采集电容数据；测量电极包括M行N列的电极片，每行电极片错位排列；其中，M≥2，N≥4，M和N取自然数；第一信号传输线的个数为M*N个，第一信号传输线与电极片一一相连，用于输出电容数据；传感器应用于室温至800℃的环境下。本发明通过调整相邻电极片的间距，使相邻行中电极片可以互补嵌合，实现错位排列，减小了电极片的层间距，提高层间电极电容值，有效提高了ECT传感器三维成像质量。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，尤其是涉及一种高温三维电容层析成像传感器及其成像装置。

背景技术

电容层析成像(ECT)的基本原理是基于被测对象包括多相介质，各相介质具有不同的介电常数，通过在被测对象外部排布多电极阵列式电容传感器，当测量电极所在环境介质状态发生变化时，会引起等效介电常数的变化，从而导致传感器测得的各电极对之间的电容值发生变化，利用相应的图像重构算法，即可获得所测位置的介质分布情况。

现有技术中，通常应用电容层析成像传感器对流化床内部的流化状态进行检测，而对于高温流化床则需使用高温电容层析成像传感器进行检测，现有的高温电容层析成像传感器多是二维外置电极高温ECT传感器，能够简单地对高温流化床内部流化状态进行检测，但是成像质量低，不能实时对高温流化床内部流化状态进行三维在线观察，影响生产效率。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种高温三维电容层析成像传感器，能够实时在线测量高温流化床内部流化状态的状态。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种高温三维电容层析成像传感器，所述传感器包括：绝缘管道、测量电极和第一信号传输线；

所述绝缘管道为中空结构，用于供流体流动；

所述测量电极设置在所述绝缘管道的外壁上，用于采集电容数据；

所述测量电极包括M行N列的电极片，每行电极片错位排列；

其中，M≥2，N≥4，M和N取自然数；

所述第一信号传输线的个数为M*N个，所述第一信号传输线与所述电极片一一相连，用于输出所述电容数据；

所述传感器应用于室温至800℃的环境下。

作为本发明再进一步的方案：每行中各相邻的所述电极片之间设有间隙，所述间隙宽度容纳所述相邻行的电极片的一端，相邻两行电极片互相错位嵌合排列。

作为本发明再进一步的方案：所述电极片为弧形的瓦状电极，其展开形状为菱形、六边形、圆形、椭圆形或傅里叶函数波形中的任一种；

优选的，所述弧形的瓦状电极采用导体圆管通过程控激光切割技术加工。

作为本发明再进一步的方案：所述电极片的间隙中设置有柔性绝缘材料。

作为本发明再进一步的方案：所述传感器还包括绝缘层；

所述绝缘层设置在所述测量电极的外表面，所述绝缘层将所述测量电极上连接的第一信号传输线隔离在所述绝缘层的外侧。

作为本发明再进一步的方案：所述每个第一信号传输线包括金属丝和套设在金属丝外的绝缘套管；

所述金属丝预先设置在所述电极片上，用于传输电容数据；

所述绝缘套管用于保护和隔离所述金属丝；

优选的，所述每个第一信号传输线还包括屏蔽丝网，所述屏蔽丝网用于屏蔽信号。

作为本发明再进一步的方案：所述传感器还包括屏蔽固定层；