[发明专利]一种基于静电与电容传感器阵列的粉体质量流量测量装置及方法

摘要

本发明公开了一种基于静电与电容传感器阵列的管道内粉体颗粒质量流量测量装置及方法，其中粉体质量流量测量装置包括静电传感器阵列、电容传感器阵列、数据采集模块以及数据处理模块；数据采集模块，采集静电传感器阵列每对静电极片间的静电信号以及电容传感器阵列两相邻电容极片间输出信号；所述数据处理模块，包括粉体速度计算单元、粉体浓度计算单元以及粉体质量计算单元。本发明装置及算法充分考虑了管道截面粉体的浓度分布和速度分布，从而实现粉体质量流量的精确测量。

主权项

1.一种基于静电与电容传感器阵列的粉体质量流量测量装置，包括静电传感器阵列、电容传感器阵列、数据采集模块以及数据处理模块；所述数据采集模块，采集所述静电传感器阵列每对静电极片间的静电信号以及所述电容传感器阵列两相邻电容极片间输出信号；所述数据处理模块，包括粉体速度计算单元、粉体浓度计算单元以及粉体质量计算单元，所述粉体速度计算单元，根据所述静电传感器阵列的静电信号及所述静电传感器阵列静电极片间互相关函数，计算静电传感器阵列每对静电极片对应区域的粉体速度v_k，k＝1～m，m为静电传感器阵列的静电传感器对的个数；根据m组管道截面粉体局部速度，估计粉体平均流速的最优值其中，Wk为各静电传感器的加权因子，其计算公式为：式中，和均为各静电传感器测量值的均方误差，f＝1～m；所述粉体浓度计算单元，根据所述电容传感器阵列两相邻电容极片间的输出信号C_i，计算整个管道截面的粉体平均浓度其中，i为相邻电容值的标号，i＝1～n，n为电容阵列包含的电容个数；Ai为相邻电极的局部敏感面积；A为管道截面面积；βi为管道截面粉体局部浓度：βi＝f(Ci)式中，f(.)为标定好的Ci与βi之间的关系函数；所述粉体质量计算单元，根据计算得到管道截面的粉体平均浓度和粉体平均流速的最优估计后，计算出粉体质量流量Q_M：其中，ρ为粉体颗粒的真实密度。