為了快速實(shí)現(xiàn)氣固兩相流輸送過(guò)程中的多參數(shù)檢測(cè),設(shè)計(jì)了一種基于雙圓環(huán)靜電傳感器和螺旋式電容傳感器融合傳感器的參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)。采用螺旋電極電容傳感器測(cè)量管內(nèi)固相相對(duì)濃度,以降低電容傳感器靈敏場(chǎng)不均勻?qū)舛葴y(cè)量的影響。將雙圓環(huán)靜電傳感器的信號(hào)作互相關(guān)運(yùn)算獲得固相速度。由固相流速與相對(duì)濃度最終計(jì)算出固相質(zhì)量流量,從而實(shí)現(xiàn)氣固兩相流的流速、濃度、流量等參數(shù)的綜合測(cè)量。將系統(tǒng)測(cè)量的質(zhì)量流量與重力傳感器檢測(cè)的質(zhì)量流量相對(duì)比,兩者誤差小于7%,具有較好的一致性。 

【文章來(lái)源】：儀表技術(shù)與傳感器. 2020,(03)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)示意圖

根據(jù)胡紅利等[15-17]研究設(shè)計(jì)了如圖2所示的新型傳感器。圖2中1為石英玻璃絕緣管道,外徑R1為42 mm,內(nèi)徑R2為38 mm;2為靜電傳感器上、下游極板,極板寬度均為1 cm,軸向間距L為2 cm;3為接地保護(hù)極板;4為屏蔽罩;5為螺旋式電容傳感器激勵(lì)電極;6為螺旋式電容傳感器檢測(cè)電極。螺旋式激勵(lì)極板和檢測(cè)極板張角?1均為135°,軸向長(zhǎng)度為20 cm,保護(hù)極板張角?2為27°。靜電傳感器和螺旋電容傳感器相距3 cm并且中間設(shè)置了寬為1 cm的保護(hù)電極。

交流充放電法采用高頻交流信號(hào)激勵(lì)被測(cè)電容,具有很好的抗雜散電容能力,不存在零點(diǎn)漂移的問(wèn)題,且檢測(cè)精度高�；诮涣鞒浞烹姺ǖ挠布到y(tǒng)框圖如圖3所示�？紤]到檢測(cè)靈敏度和準(zhǔn)確定性,系統(tǒng)采用ARM Cortex-M7內(nèi)核STM32F767處理器作為主控芯片。使用可編程控制器DDS產(chǎn)生具有一定相位差的高頻交流信號(hào)作為螺旋式電容傳感器的激勵(lì)信號(hào)和電容信號(hào)處理電路中模擬乘法器的參考信號(hào)。重力傳感器輸出端與電極1相連接,經(jīng)過(guò)差分放大后輸入ADC的ch1通道;靜電傳感器上游極板和下游極板分別與電極2和電極3相連接,經(jīng)過(guò)靜電處理電路組成雙通道連接ADC的ch2和ch3通道;螺旋式電容傳感器檢測(cè)極板和激勵(lì)極板分別與電極4和電極5相連接,最后檢測(cè)電容信號(hào)輸入ADC的ch4通道。主控芯片通過(guò)FMC總線方式讀取ADC芯片相關(guān)數(shù)據(jù),最后通過(guò)RS485串口將所有數(shù)據(jù)傳到上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。2.2.2 電容信號(hào)檢測(cè)電路

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]多相流過(guò)程參數(shù)檢測(cè)技術(shù)綜述[J]. 譚超,董峰.  自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2013(11)
[2]基于雙截面ECT的氣/固兩相流參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)[J]. 楊道業(yè),施源,徐鋅鋒.  儀器儀表學(xué)報(bào). 2013(09)
[3]電容層析成像在煤粉料倉(cāng)下料中的應(yīng)用[J]. 陸海峰,郭曉鐳,陶順龍,龔欣,魯軍.  化工學(xué)報(bào). 2014(02)
[4]基于雙截面電容層析成像技術(shù)的兩相流速測(cè)量[J]. 薛倩,王化祥,高振濤.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2012(32)
[5]螺旋表面極板電容式傳感器的靈敏場(chǎng)分析[J]. 李虎,楊道業(yè),程明霄.  化工學(xué)報(bào). 2011(08)
[6]氣固兩相流靜電相關(guān)測(cè)速參數(shù)選取方法[J]. 李良,王超,張文彪,閆勇.  化工學(xué)報(bào). 2009(03)
[7]電容式氣固兩相流濃度測(cè)量系統(tǒng)[J]. 胡紅利,周屈蘭,徐通模,惠世恩,趙欽新,譚厚章.  儀器儀表學(xué)報(bào). 2007(11)
[8]相關(guān)流量測(cè)量技術(shù)發(fā)展[J]. 趙鑫,金寧德,王化祥.  化工自動(dòng)化及儀表. 2005(01)
[9]螺旋表面極板電容式傳感器的設(shè)計(jì)[J]. 李紅.  傳感器技術(shù). 2003(02)
[10]兩相流相濃度檢測(cè)技術(shù)的研究[J]. 張玉平,金鋒,張巖,張寶芬.  北京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2002(03)

博士論文
[1]氣固兩相流動(dòng)參數(shù)靜電與電容融合測(cè)量方法研究[D]. 李健.東南大學(xué) 2016

碩士論文
[1]水平管道中的濃相氣固兩相流流動(dòng)參數(shù)檢測(cè)方法研究[D]. 王增雙.東北大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3401644