基于網狀靜電傳感器的流化床固體顆粒檢測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于氣固兩相流參數檢測技術領域，尤其涉及一種基于網狀靜電傳感器的流化床固體顆粒檢測裝置。
【背景技術】
[0002]氣固流化床由于其良好的兩相之間的混合和傳質傳熱能力廣泛應用于工業過程中。在氣固流化床中，固體顆粒的流速和濃度分布隨著時間和位置的變化差別很大。由于固體顆粒的流速和濃度分布對特定過程中流化床的性能有很大影響，因此需要對流化床中固體顆粒的流速和濃度分布進行測量。現有的測量方法包括圖像法，成像法，光學探頭，電容探頭，壓力測量和聲學法，然而以上這些方法都存在著缺陷。例如，由于固體顆粒的遮擋，圖像法很難用于濃相區的測量。光學探頭和電容探頭是點測量方法，很難得到全局測量結果。聲學測量結果容易受到環境噪聲的影響等等。因此，需要新的測量方法解決氣固流化床中固體顆粒流動參數的測量問題。
[0003]在流化床中由于固體顆粒之間和固體顆粒與管壁之間的摩擦和碰撞會造成固體顆粒帶電。這種顆粒帶電現象會造成顆粒團聚，粘貼在管壁等現象，影響兩相之間的傳質與傳熱，甚至會造成放電和爆炸等危險情況。雖然流化床中的靜電現象會對工業過程造成影響，但是可以用于流化床中固體顆粒流動參數的測量。
【發明內容】
[0004]為了解決氣固流化床中固體顆粒流動參數的測量問題，本專利提出一種基于網狀靜電傳感器的流化床固體顆粒檢測裝置，包括:網狀靜電傳感器、信號調理模塊、信號特征提取模塊和互相關計算模塊；其中，網狀靜電傳感器與信號調理模塊相連，信號調理模塊分別與信號特征提取模塊和互相關計算模塊相連。
[0005]所述網狀靜電傳感器由多條表面鍍有絕緣耐磨材料的金屬線組成的網，每一根金屬線均與信號調理模塊相連。
[0006]所述網狀靜電傳感器中金屬線的數目和布置能根據檢測精度的要求和管道的實際尺寸進行相應調整，其中同一網狀靜電傳感器中至少布置兩組相互垂直的金屬線，且每組金屬線至少有兩根相互平行的金屬線，每根相互平行的金屬線彼此間距控制在1mm到30mm之間。
[0007]所述網狀靜電傳感器中的金屬線通過絕緣密封塞與流化床管道固定。
[0008]所述網狀靜電傳感器安裝在流化床管道內部，在管道軸線的方向上放置兩組以上相同布置的網狀靜電傳感器，其中任意兩組網狀靜電傳感器的間距小于20mm。
[0009]所述信號調理模塊包含依次相連的電荷放大電路、低通濾波電路和可調增益放大電路，該信號調理模塊緊貼流化床外管壁布置，且與網狀靜電傳感器的金屬線一端相連。
[0010]所述網狀靜電傳感器和信號調理模塊的外部安裝有金屬屏蔽罩進行電磁屏蔽。
[0011]本發明的有益效果:1)采用表面鍍有絕緣耐磨材料的金屬線組成網狀靜電傳感器，提供了一種基于靜電感應的適用于流化床固體顆粒流動參數實時檢測的裝置與方法；2)采用表面鍍有絕緣耐磨材料的金屬線組成網狀靜電傳感器，靈敏度高，分辨率高，檢測參數多，可同時實現固體顆粒濃度、徑向流速和軸向流速等參數的全截面實時測量；3 )金屬線表面鍍有耐磨材料，傳感器使用壽命長；4)金屬線的直徑很小，網狀傳感器對流化床內粉體流動阻礙程度小；5)各金屬線彼此獨立，結構簡單，價格低廉，可單獨更換，產品維修成本低。
【附圖說明】
[0012]圖1為基于網狀靜電傳感器的流化床固體顆粒檢測裝置結構示意圖；
[0013]圖2為網狀靜電傳感器橫向剖面示意圖；
[0014]圖中:1-流化床管道、2-網狀靜電傳感器、3-信號調理模塊、4-互相關計算模塊、5-信號特征提取模塊、6-表面鍍有絕緣耐磨材料的金屬線、7-絕緣密封塞。
【具體實施方式】
[0015]本發明提供了一種新型的基于網狀靜電傳感器的流化床固體顆粒檢測裝置，實現流化床內固體顆粒的濃度分布，軸向流速和徑向流速等多參數的實時檢測，下面結合附圖及實施案例對本發明作進一步說明:
[0016]基于網狀靜電傳感器的流化床固體顆粒檢測裝置結構示意圖如圖1所示，所述網狀靜電傳感器2安裝在流化床管道I上，網狀靜電傳感器所得信號通過信號調理模塊3轉換、濾波和放大，并利用信號特征提取模塊4和互相關計算模塊5實現流化床內固體顆粒流動參數的全截面實時檢測。
[0017]本實施案例選用12條表面鍍有絕緣耐磨材料的金屬線6組成一個網狀靜電傳感器2，絕緣耐磨材料選用陶瓷，金屬線選用銅線。網狀靜電傳感器橫向剖面示意圖如圖2所示，銅線伸入到管道內部，其中6條銅線與另外6條銅線交叉垂直布置，相互平行的6條銅線之間的距離相等，每條銅線6通過兩端的絕緣密封塞7與流化床管道固定，其中每條銅線的直徑為1.5mm，兩條相鄰銅線之間的距離為10mm。
[0018]本實施案例在流化床軸向方向上選用兩組相同布置的網狀靜電傳感器2，兩組網狀靜電傳感器的間距為20mm。
[0019]每6條銅線與一個信號調理模塊緊密安裝，信號調理模塊對銅線所得的感應電荷信號進行轉換、濾波和放大，得到放大后的電壓信號。在網狀靜電傳感器和信號調理模塊外部安裝金屬屏蔽罩進行屏蔽。
[0020]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種基于網狀靜電傳感器的流化床固體顆粒檢測裝置，其特征在于，包括:網狀靜電傳感器、信號調理模塊、信號特征提取模塊和互相關計算模塊；其中，網狀靜電傳感器與信號調理模塊相連，信號調理模塊分別與信號特征提取模塊和互相關計算模塊相連。
2.根據權利要求1所述裝置，其特征在于，所述網狀靜電傳感器是由多條表面鍍有絕緣耐磨材料的金屬線所組成的網，每一根金屬線均與信號調理模塊相連。
3.根據權利要求2所述裝置，其特征在于，所述網狀靜電傳感器中的金屬線的數目和布置能根據檢測精度的要求和管道的實際尺寸進行相應調整，其中同一網狀靜電傳感器中至少布置兩組相互垂直的金屬線，且每組金屬線至少有兩根相互平行的金屬線，每根相互平行的金屬線彼此間距控制在1mm到30mm之間。
4.根據權利要求3所述裝置，其特征在于，所述網狀靜電傳感器中的金屬線通過絕緣密封塞與流化床管道固定。
5.根據權利要求1或2或3或4所述裝置，其特征在于，所述網狀靜電傳感器安裝在流化床管道內部，在管道軸線的方向上放置兩組以上相同布置的網狀靜電傳感器，其中任意兩組網狀靜電傳感器的間距小于20mm。
6.根據權利要求1或2或3或4所述裝置，其特征在于，所述信號調理模塊包含依次相連的電荷放大電路、低通濾波電路和可調增益放大電路，該信號調理模塊緊貼流化床外管壁布置，且與網狀靜電傳感器的金屬線一端相連。
7.根據權利要求1或2或3或4所述裝置，其特征在于，所述網狀靜電傳感器和信號調理模塊的外部安裝有金屬屏蔽罩進行電磁屏蔽。
【專利摘要】本實用新型公開了屬于氣固兩相流參數檢測領域中的一種基于網狀靜電傳感器的流化床固體顆粒檢測裝置。該裝置由網狀靜電傳感器、信號調理模塊、信號特征提取模塊和互相關計算模塊組成。網狀靜電傳感器由多條表面鍍有絕緣耐磨材料的金屬線構成，置于流化床內。顆粒在流動過程中產生靜電，流經網狀靜電傳感器時基于靜電感應原理感應出與顆粒流動狀態相關的感應電荷，經信號調理模塊進行放大和濾波，然后通過互相關計算模塊和信號特征提取模塊，可以得到流化床內固體顆粒徑向流速、軸向流速和濃度分布。該檢測裝置結構簡單，成本低，靈敏度高，分辨率高，可實現流化床內固體顆粒流動參數的全截面實時檢測。
【IPC分類】G01D21-02
【公開號】CN204594496
【申請號】CN201520235892
【發明人】張文彪, 張帥, 黃孝彬, 錢相臣, 胡永輝, 閆勇
【申請人】北京華清茵藍科技有限公司, 華北電力大學
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年4月20日