[发明专利]一种用于测量壁面液膜厚度的叉指阵列装置及检测方法

说明书

本申请提供了一种用于测量壁面液膜厚度的叉指阵列检测装置，所述装置包括：薄膜式电路基板；所述薄膜式电路基板的前表面设置有N行感应叉指电极，N为不小于2的整数；所述薄膜式电路基板的前表面设置有M列激励叉指电极，所述M列激励叉指电极与所述N行感应叉指电极交叉设置，M为不小于2的整数；每两行相邻所述感应叉指电极设置有屏蔽叉指电极；其中，每两列所述激励叉指电极，以及每两行所述感应叉指电极之间并联设置。

技术领域

本发明属于多相流流动参数测量技术领域，具体涉及一种实现平面和曲面管壁薄液膜厚度空间测量的叉指阵列膜状传感器。

背景技术

薄液膜测量技术在核能、石化、动力以及制冷等领域存在广泛的技术应用需求。然而，对于薄液膜在管道或容器壁面空间分布的精确测量一直存在一定缺陷。现有液膜厚度传感器侵入效应严重，且大多仅能用于较厚液膜的单点测量。对于壁面薄液膜，尤其当液膜厚度低于0.5mm 以下时，传感器测量信号通常变得极不敏感。此外，现有液膜厚度传感器无法同时满足平面管壁和曲面管壁薄液膜空间分布的实时测量需求，存在操作复杂、适用性差等缺点。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本申请提出了一种叉指阵列检测装置及检测方法。

一方面，本申请提供了一种用于测量壁面液膜厚度的叉指阵列检测装置，所述装置包括：

薄膜式电路基板；

所述薄膜式电路基板的前表面设置有N行感应叉指电极，N为不小于 2的整数；

所述薄膜式电路基板的前表面设置有M列激励叉指电极，所述M列激励叉指电极与所述N行感应叉指电极交叉设置，M为不小于2的整数；

每两行相邻所述感应叉指电极之间设置有屏蔽叉指电极；

其中，每两列所述激励叉指电极，以及每两行所述感应叉指电极之间并联设置。

在一个可能的实现方式中，每行所述感应叉指电极包括若干感应叉指电极单元，每个所述感应叉指电极单元通过感应叉指电极数据线串联设置。

在一个可能的实现方式中，每列所述激励叉指电极包括若干激励叉指电极单元，每个所述激励叉指电极单元通过激励叉指电极数据线串联设置。

在一个可能的实现方式中，每行所述屏蔽叉指电极包括若干屏蔽叉指电极单元，每个所述屏蔽叉指电极单元通过屏蔽叉指电极数据线串联设置。

在一个可能的实现方式中，每列所述激励叉指电极、每行感应叉指电极以及每行屏蔽叉指电极分别与一叉指电极数据接头连接，实现数据信号的传输。

在一个可能的实现方式中，所述薄膜式电路基板上设置有通孔；

所述激励叉指电极数据线设置在所述薄膜式电路基板的后表面，透过所述通孔与所述激励叉指电极单元连接。

在一个可能的实现方式中，所述感应叉指电极数据线与屏蔽叉指电极数据线于薄膜式电路基板前表面平行布置，与布置在薄膜式电路基板后表面的激励叉指电极数据线交叉90°布置。

另一方面，本申请还提供了一种用于测量壁面液膜厚度的叉指阵列检测装置的检测方法，所述方法至少包括以下步骤：

将叉指阵列检测装置贴合于待测壁面；

获取所述装置的标定基底值；

依次对每列激励叉指电极进行信号激励；

接收每行感应叉指电极中检测到的感应信号；

基于测量值和标定基底值得到不同厚度液膜相对于标定基底值的权重；

基于所述权重得到该权重下的厚度。