基于弧形靜電電極陣列的氣固多相流在線測量裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種工業(yè)氣固多相流測試領(lǐng)域的基于弧形靜電電極陣列的氣固多相流在線測量裝置，所述測量裝置包含多個弧形靜電電極陣列，弧形靜電電極陣列的內(nèi)周面順次并排布置一組第一金屬電極和一組第二金屬電極，第一金屬電極及第二金屬電極為弧狀，且第一金屬電極的軸向?qū)挾刃∮谒龅诙饘匐姌O的軸向?qū)挾?。本?shí)用新型利用第一金屬電極的高靈敏度和帶寬測量固相粉體速度和流動穩(wěn)定性，利用第二金屬電極的大敏感區(qū)域和空間濾波效應(yīng)測量固相粉體質(zhì)量流量。本實(shí)用新型具有現(xiàn)場實(shí)施方便、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠、測量范圍大、使用時間長和維護(hù)方便等特點(diǎn)，可廣泛用于工業(yè)氣力輸送固相粉體的連續(xù)在線監(jiān)測。
【專利說明】基于弧形靜電電極陣列的氣固多相流在線測量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于氣固兩相流測試技術(shù)范圍，特別涉及一種基于弧形靜電電極陣列的氣固多相流在線測量裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]氣固多相流廣泛存在于氣力輸送管道、固料流化床和尾氣排放等重要工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中。固相粉體在流動氣體驅(qū)動下的運(yùn)動情況對于優(yōu)化生產(chǎn)工藝、提高生產(chǎn)效率和保證安全生產(chǎn)具有重要的意義?；趹?yīng)力和節(jié)流方式的傳統(tǒng)單相流體測量方法并不適用于工業(yè)氣固兩相或者多相流的測量。電容、光學(xué)、放射線、熱傳導(dǎo)、數(shù)字成像和聲學(xué)技術(shù)容易受到固相粉體性質(zhì)和環(huán)境條件的影響，因而很難在工況多變的工業(yè)生產(chǎn)中長期可靠的使用。
[0003]靜電式氣固兩相流測量技術(shù)以其工況適應(yīng)性強(qiáng)、被動測量(無能量注入流體)、安裝容易、維護(hù)方便、結(jié)構(gòu)簡單和造價低廉等優(yōu)點(diǎn)而具有廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。使用侵入式電極的靜電式測量方法會發(fā)生電極磨損、干擾固相粉體流動以及生產(chǎn)安全等問題，不適合工業(yè)應(yīng)用。弧形和環(huán)形電極都不會對流體流動產(chǎn)生影響，避免了長期使用的磨損等問題，可以滿足工業(yè)生產(chǎn)的要求。相對于環(huán)形電極，采用弧形電極的靜電式測量探頭具有結(jié)構(gòu)更加簡單緊湊、安裝方便、極少維護(hù)、造價低廉和區(qū)域敏感度高等方面的優(yōu)勢。
[0004]為了克服已有氣力輸送固相粉體測量裝置存在的不足，本實(shí)用新型提出一種基于弧形靜電電極陣列的氣固多相流在線測量裝置?？紤]到固相粉體運(yùn)動的復(fù)雜性和工業(yè)生產(chǎn)工況的時變性，采用多個電極組成弧形靜電電極陣列可以獲得局部固相粉體的多組測量結(jié)果，在同一管段截面安裝若干個弧形靜電電極陣列更可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測量，提高整個裝置測量的可靠性和準(zhǔn)確性。本實(shí)用新型具有測量準(zhǔn)確度高、工作可靠、測量范圍寬、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便和維護(hù)量少等優(yōu)點(diǎn)，廣泛適用于工業(yè)空氣/固相粉體混合物流動參數(shù)的日常監(jiān)測，并為在線調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)和優(yōu)化生產(chǎn)工藝提供可靠的科學(xué)依據(jù)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]在下文中給出關(guān)于本實(shí)用新型的簡要概述，以便提供關(guān)于本實(shí)用新型的某些方面的基本理解。應(yīng)當(dāng)理解，這個概述并不是關(guān)于本實(shí)用新型的窮舉性概述。它并不是意圖確定本實(shí)用新型的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本實(shí)用新型的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細(xì)描述的前序。
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于弧形靜電電極陣列的氣固多相流在線測量
目.ο
[0007]本實(shí)用新型涉及一種基于弧形靜電電極陣列的氣固多相流在線測量裝置，包括:
[0008]一種基于弧形靜電電極陣列的氣固多相流在線測量裝置，包括弧形靜電電極陣列
(I)、嵌入式信號處理單元(5)、中心控制單元(6)和生產(chǎn)現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)(7);其特征在于，所述弧形靜電電極陣列(I)測量局部帶電固相粉體運(yùn)動引起的靜電波動信號；所述嵌入式信號處理單元(5)與所述弧形靜電電極陣列(I)通過屏蔽電纜相連接，用于靜電信號的調(diào)理和處理，并通過多參數(shù)數(shù)據(jù)融合獲得局部固相粉體的流動速度、質(zhì)量流量和流體穩(wěn)定度；所述中心控制單元(6)通過現(xiàn)場總線接收所述嵌入式信號處理單元(5)輸出的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理、綜合分析、顯示和記錄，并同時對所述嵌入式信號處理單元(5)進(jìn)行實(shí)時配置；所述生產(chǎn)現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)(7)接收所述中心控制單元(6)發(fā)送的固相粉體流動參數(shù)；所述弧形靜電電極陣列(I)內(nèi)周面上順次并排布置一組第一金屬電極(2)和一組第二金屬電極(3)，其中所述第一金屬電極(2)至少3個，所述第二金屬電極(3)至少I個。
[0009]進(jìn)一步的，所述第一金屬電極(2)和第二金屬電極(3)為弧狀，所對圓心張角為I。 -180。。
[0010]進(jìn)一步的，所述第一金屬電極(2)的軸向?qū)挾刃∮谒龅诙饘匐姌O(3)的軸向?qū)挾?；所述第一金屬電極⑵軸向?qū)挾葹?-1Omm;所述第二金屬電極(3)的軸向?qū)挾葹?-100mm ;所述第一金屬電極⑵和所述第二金屬電極(3)的徑向厚度均為l-10mm。
[0011]進(jìn)一步的，所述第一金屬電極(2)之間的距離為10-50mm，所述第二金屬電極(3)之間的距離為20-200mm，所述第二金屬電極(3)與所述相鄰第一金屬電極(2)的距離為20-200mmo
[0012]進(jìn)一步的，所述第一金屬電極(2)和所述第二金屬電極(3)與所述弧形靜電電極陣列(I)的金屬主體之間通過絕緣材料(11)實(shí)現(xiàn)電氣隔離保護(hù)；所述弧形靜電電極陣列(I)的金屬主體與金屬屏蔽蓋板(9)接地構(gòu)成對所述第一金屬電極(2)和所述第二金屬電極(3)的屏蔽空間。
[0013]進(jìn)一步的，安裝于氣力輸送管道(4)的同一管段截面的所述弧形靜電電極陣列(I)數(shù)量為1-18個；每個所述弧形靜電電極陣列(I)通過法蘭固定在所述氣力輸送管道
(4)的金屬基座(8)上，并嵌入所述氣力輸送管道(4)外壁，其內(nèi)表面與所述氣力輸送管道
(4)內(nèi)表面平齊。
[0014]進(jìn)一步的，所述嵌入式信號處理單元(5)將靜電信號進(jìn)行電流/電壓轉(zhuǎn)換、放大和濾波處理后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；利用所述第一金屬電極(2)測量信號的時域和頻域特征進(jìn)行分析來辨識固相粉體流型，并利用多通道互相關(guān)運(yùn)算得到多個速度和信號相關(guān)系數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，獲得固相粉體的流動速度和流動穩(wěn)定性參數(shù)；同時，結(jié)合所述第二金屬電極
(3)測量信號的時域或者頻域特征計(jì)算出固相粉體質(zhì)量流量參數(shù)。
[0015]進(jìn)一步的，所述中心控制單元(6)對同一管段截面上的所述弧形靜電電極陣列
(I)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)平均獲得固相粉體在整個管道截面的平均運(yùn)動參數(shù)，同時進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時顯示和記錄；并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果和工況變化對所述嵌入式信號處理單元(5)的工作參數(shù)進(jìn)行實(shí)時調(diào)節(jié)配置；所述中心控制單元(6)輸出的測量數(shù)據(jù)被監(jiān)控系統(tǒng)接收，有利于實(shí)現(xiàn)固相粉體流動情況的實(shí)時監(jiān)視或調(diào)節(jié)控制。
[0016]本實(shí)用新型涉及的基于弧形靜電電極陣列⑴的氣固多相流在線測量裝置的測量方法主要包括如下步驟:
[0017]步驟1、弧形靜電電極陣列⑴獲取局部固相粉體流動引起的靜電波動信號；
[0018]步驟2、嵌入式信號處理單元(5)接收所述弧形靜電電極陣列(I)獲取的靜電信號，并對信號進(jìn)行調(diào)理并轉(zhuǎn)化為滿足嵌入式數(shù)字處理器處理要求的數(shù)字信號，然后通過互相關(guān)測速算法計(jì)算固相粉體的多個流動速度、流體穩(wěn)定度和固相粉體質(zhì)量流量信息；所述信號調(diào)理為將靜電信號經(jīng)過電流/電壓轉(zhuǎn)換、放大和濾波環(huán)節(jié)后進(jìn)行模擬/數(shù)字信號轉(zhuǎn)換；
[0019]步驟3、嵌入式信號處理單元(5)將初步計(jì)算得到的局部固相粉體流動信息進(jìn)行篩選和加權(quán)平均，并根據(jù)所述固相流動速度和質(zhì)量流量的歷史測量數(shù)據(jù)進(jìn)行置信判斷，消除系統(tǒng)和測量誤差，再通過數(shù)據(jù)滑動平均處理獲得局部固相粉體的流動速度、質(zhì)量流量和流動穩(wěn)定度的融合結(jié)果；
[0020]步驟4，嵌入式信號處理單元(5)輸出的數(shù)據(jù)被所述中心控制單元(6)接收，所述中心控制單元(6)對同一管段截面上的至少一個所述弧形靜電電極陣列(I)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)平均獲得固相粉體在整個管道截面的平均運(yùn)動參數(shù)，同時進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時顯示和記錄；并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果和工況變化對所述嵌入式信號處理單元(5)的工作參數(shù)進(jìn)行實(shí)時調(diào)節(jié)配置；所述中心控制單元(6)輸出的測量數(shù)據(jù)被監(jiān)控系統(tǒng)接收，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)固相粉體流動情況的實(shí)時監(jiān)視或調(diào)節(jié)控制。
[0021]本實(shí)用新型具有如下的有益效果:
[0022]本實(shí)用新型的裝置能夠?qū)I(yè)生產(chǎn)中氣力輸送管道(4)中固相粉體的流動速度，質(zhì)量流量和流動穩(wěn)定性進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測；
[0023]本實(shí)用新型通過弧形靜電電極陣列(I)、嵌入式信號處理單元(5)和中心控制單元(6)等實(shí)現(xiàn)，其中弧形靜電電極陣列(I)測量局部帶電固相粉體運(yùn)動引起的靜電波動信號，嵌入式信號處理單元(5)對靜電信號進(jìn)行調(diào)理和處理，并通過多參數(shù)數(shù)據(jù)融合獲得固相粉體的流動速度、質(zhì)量流量和流體穩(wěn)定度，中心控制單元(6)通過現(xiàn)場總線接收嵌入式信號處理單元(5)輸出的數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行后處理、綜合分析、顯示、記錄以及實(shí)時配置嵌入式信號處理單元(5)的工作參數(shù)。生產(chǎn)現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)(7)接收中心控制單元(6)發(fā)送的固相粉體流動參數(shù)的監(jiān)測數(shù)據(jù)；
[0024]本實(shí)用新型為非侵入式設(shè)計(jì)，不干擾固相粉體流動狀況，而且體積小、重量輕，便于工業(yè)現(xiàn)場安裝，維護(hù)工作量極少；
[0025]本實(shí)用新型采用多個弧形靜電電極陣列(I)可以實(shí)現(xiàn)多個分散氣力輸送管道(4)中固相粉體流動參數(shù)的對比測量，尤其適用于需要定量調(diào)配固相粉體在多個氣力輸送管道
(4)中流動參數(shù)的生產(chǎn)過程，具有施工簡單、投資少、安全可靠等優(yōu)勢。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]參照下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型實(shí)施例的說明，會更加容易地理解本實(shí)用新型的以上和其它目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。附圖中的部件只是為了示出本實(shí)用新型的原理。在附圖中，相同的或類似的技術(shù)特征或部件將采用相同或類似的附圖標(biāo)記來表示。
[0027]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的基于弧形靜電電極陣列⑴的氣固多相流在線測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的安裝在圓形截面氣力輸送管道(4)上的弧形靜電電極陣列⑴的軸向剖面示意圖。
[0029]圖3是圖2所示弧形靜電電極陣列(I)的徑向截面剖面示意圖。
[0030]附圖標(biāo)記說明:弧形靜電電極陣列(I)、第一金屬電極(2)、第二金屬電極(3)、氣力輸送管道(4)、嵌入式信號處理單元(5)、中心控制單元(6)、生產(chǎn)現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)(7)、金屬基座(8)、金屬屏蔽蓋板(9)、金屬接線柱(10)、絕緣材料(11)、信號引出端子(12) ο

【具體實(shí)施方式】
[0031]下面參照附圖來說明本實(shí)用新型的實(shí)施例。在本實(shí)用新型的一個附圖或一種實(shí)施方式中描述的元素和特征可以與一個或更多個其它附圖或?qū)嵤┓绞街惺境龅脑睾吞卣飨嘟Y(jié)合。應(yīng)當(dāng)注意，為了清楚的目的，附圖和說明中省略了與本實(shí)用新型無關(guān)的、本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的部件和處理的表示和描述。
[0032]本實(shí)施例提供一種基于弧形靜電電極陣列(I)的氣固多相流在線測量裝置。圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的基于弧形靜電電極陣列(I)的氣固多相流在線測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。由圖1可知:
[0033]本實(shí)施例提供的基于弧形靜電電極陣列⑴的氣固多相流在線測量裝置，包括弧形靜電電極陣列(I)、嵌入式信號處理單元(5)和中心控制單元(6)等。所述弧形靜電電極陣列(I)內(nèi)周面上順次并排布置一組所述第一金屬電極(2)和一組所述第二金屬電極(3)。所述第一金屬電極(2)及所述第二金屬電極(3)為弧狀，所對圓心張角為1° -180°。所述第一金屬電極(2)的軸向?qū)挾刃∮谒龅诙饘匐姌O(3)的軸向?qū)挾?。所述第二金屬電極(3)用于固相粉體質(zhì)量流量測量，所述第一金屬電極(2)用于固相粉體流速測量，并起到輔助測量質(zhì)量流量的作用。所述第一金屬電極(2)軸向敏感區(qū)域窄，利于精確測量固相粉體流動速度，所述第二金屬電極⑶軸向敏感區(qū)域大，利于準(zhǔn)確測量固相粉體濃度。
[0034]作為優(yōu)選地，所述弧形靜電電極陣列(I)內(nèi)周面上順次并排布置至少3個所述第一金屬電極(2)，以獲得多路信號用于多數(shù)據(jù)融合。
[0035]作為優(yōu)選地，所述第一金屬電極(2)軸向?qū)挾葹閘-10mm，以保證固相粉體信號測量的敏感性，避免空間濾波效應(yīng)；所述第二金屬電極⑶的軸向?qū)挾葹?-100mm，以保證足夠的敏感區(qū)域范圍以及空間濾波效果；所述第一金屬電極⑵和所述第二金屬電極⑶的徑向厚度均為l-10mm，以保證電極的耐受強(qiáng)度和高敏感性；所述厚度為徑向厚度，所述徑向?yàn)榇怪庇诹黧w運(yùn)動方向；所述寬度為軸向?qū)挾?，所述軸向?yàn)槠叫杏诹黧w運(yùn)動方向。
[0036]作為優(yōu)選地，所述第一金屬電極⑵之間的距離為10_50mm，以適應(yīng)不同流速固相粉體的準(zhǔn)確測量；所述第二金屬電極(3)之間的距離為20-100mm，以消除敏感場的重疊；所述第二金屬電極(3)與相鄰第一金屬電極(2)的距離為20-200mm，以避免所述第一金屬電極(2)與所述第二金屬電極(3)敏感場之間的互感作用。
[0037]作為優(yōu)選地，安裝于所述氣力輸送管道(4)的同一管段截面的所述弧形靜電電極陣列(I)數(shù)量為1-12個；每個所述弧形靜電電極陣列(I)通過法蘭固定在所述氣力輸送管道(4)的所述金屬基座(8)上，并嵌入所述氣力輸送管道(4)外壁，其內(nèi)表面與所述氣力輸送管道(4)內(nèi)表面平齊。
[0038]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的安裝在圓形截面氣力輸送管道(4)上的弧形靜電電極陣列(I)的軸向剖面示意圖，圖3是圖2所示弧形靜電電極陣列(I)安裝的徑向截面剖面示意圖。由圖2和圖3可知，
[0039]作為優(yōu)選地，所述氣力輸送管道(4)上根據(jù)要求尺寸切割出安裝口，并將所述金屬基座(8)焊接于切口處；所述弧形靜電電極陣列(I)裝入所述金屬基座(8)，保證其內(nèi)表面與所所述氣力輸送管道(4)的內(nèi)徑一致；所述弧形靜電電極陣列(I)由3個等間距排列的軸向?qū)挾葹?_的所述第一金屬電極(2)和I個軸向?qū)挾葹?0_的所述第二金屬電極(3)組成，其徑向厚度均為4_，所對圓心角為15° ;所述第二金屬電極(3)與相鄰所述第一金屬電極⑵的距離為30mm ；
[0040]作為優(yōu)選地，靜電信號通過與所述第一金屬電極(2)和所述第二金屬電極(3)直接相連的所述金屬接線柱(10)引出。3個所述第一金屬電極(2)和I個所述第二金屬電極⑶與所述弧形靜電電極陣列⑴主體金屬材料之間通過所述絕緣材料(11)進(jìn)行電氣絕緣；所述金屬接線柱(10)與所述弧形靜電電極陣列(I)主體金屬材料之間通過所述絕緣材料(11)進(jìn)行電氣隔離，并通過所述金屬屏蔽蓋板(9)屏蔽外界電磁干擾；所述弧形靜電電極陣列(I)和所述嵌入式信號處理單元(5)互相連通；
[0041]作為優(yōu)選地，嵌入式信號處理單元(5)與所述弧形靜電電極陣列(I)通過屏蔽電纜相連接，將輸入的靜電信號經(jīng)過電阻/電容網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換為電壓信號、放大和濾波處理后再轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并利用所述第一金屬電極(2)測量信號的時域和頻域特征進(jìn)行分析來辨識固相粉體流型，同時利用多通道互相關(guān)運(yùn)算得到多個速度和信號相關(guān)系數(shù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，獲得固相粉體的流動速度和流動穩(wěn)定性參數(shù)，進(jìn)而結(jié)合所述第二金屬電極(3)測量信號的平均值和均方根等時域或者頻域特征計(jì)算出固相粉體質(zhì)量流量參數(shù)；
[0042]作為優(yōu)選的，中心控制單元(6)基于歷史測量數(shù)據(jù)進(jìn)行置信分布判斷、加權(quán)平均和卡爾曼濾波等方法優(yōu)化固相粉體的流動速度、質(zhì)量流量和固相粉體流動穩(wěn)定度，同時進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時顯示和記錄；并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果和工況變化對所述嵌入式信號處理單元(5)的工作參數(shù)進(jìn)行實(shí)時調(diào)節(jié)配置；所述中心控制單元(6)輸出的測量數(shù)據(jù)被監(jiān)控系統(tǒng)接收，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)固相粉體流動情況的實(shí)時監(jiān)視或調(diào)節(jié)控制。
[0043]本實(shí)施例中基于弧形靜電電極陣列的氣固多相流在線測量裝置的測量方法主要包括如下步驟:
[0044]步驟1、弧形靜電電極陣列(I)獲取局部固相粉體流動引起的靜電波動信號；
[0045]步驟2、嵌入式信號處理單元(5)與所述弧形靜電電極陣列(I)通過屏蔽電纜相連接，將輸入的靜電信號經(jīng)過電阻/電容網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換為電壓信號、放大和濾波處理后再轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；
[0046]步驟3、嵌入式信號處理單元(5)利用所述第一金屬電極(2)測量信號的時域和頻域特征進(jìn)行分析來辨識固相粉體流型，同時利用多通道互相關(guān)運(yùn)算得到多個速度和信號相關(guān)系數(shù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，獲得固相粉體的流動速度和流動穩(wěn)定性參數(shù)，進(jìn)而結(jié)合所述第二金屬電極(3)測量信號的平均值和均方根等時域或者頻域特征計(jì)算出固相粉體質(zhì)量流量參數(shù)；
[0047]步驟4，中心控制單元(6)基于歷史測量數(shù)據(jù)進(jìn)行置信分布判斷、加權(quán)平均和卡爾曼濾波等方法優(yōu)化固相粉體的流動速度、質(zhì)量流量和固相粉體流動穩(wěn)定度同時進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時顯示和記錄；并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果和工況變化對所述嵌入式信號處理單元(5)的工作參數(shù)進(jìn)行實(shí)時調(diào)節(jié)配置；所述中心控制單元(6)輸出的測量數(shù)據(jù)被監(jiān)控系統(tǒng)接收，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)固相粉體流動情況的實(shí)時監(jiān)視或調(diào)節(jié)控制。
[0048]使用標(biāo)準(zhǔn)CAN總線通訊協(xié)議，可以使所述中心控制單元(6)接收最多255個所述弧形靜電電極陣列(I)的測量數(shù)據(jù)，并同時實(shí)現(xiàn)對所有測量結(jié)果進(jìn)行綜合分析、實(shí)時顯示和數(shù)據(jù)記錄；實(shí)時配置與各個所述弧形靜電電極陣列(I)相連接的所述嵌入式信號處理單元(5)的工作參數(shù)；并將測量數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿霈F(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)(7);所述中心控制單元(6)與現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)(7)之間可以通過硬接線、Ethernet、OPC、Modbus、CAN、TCP/RTU或者RS485等多種方式實(shí)現(xiàn)通訊。
[0049]本實(shí)用新型的裝置能夠?qū)崟r監(jiān)測工業(yè)生產(chǎn)中固相粉體在氣力輸送管道(4)中的速度、質(zhì)量流量和流動穩(wěn)定度信息。本實(shí)用新型通過弧形靜電電極陣列(I)、嵌入式信號處理單元(5)和中心控制單元(6)等實(shí)現(xiàn)，其中弧形靜電電極陣列(I)由兩組不同軸向?qū)挾鹊幕⌒戊o電電極陣列組成，用于測量帶電固相粉體的波動信息，所述嵌入式信號處理單元
(5)對測量信號進(jìn)行調(diào)理并進(jìn)行多路信號相關(guān)運(yùn)算和多數(shù)據(jù)融合，從而得出固相粉體的流動參數(shù)，測量結(jié)果通過現(xiàn)場總線傳送到所述中心控制單元(6)進(jìn)行顯示、記錄，并實(shí)現(xiàn)與所述現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)(7)的通訊。本實(shí)用新型的方法可以在不干擾固相粉體流動的情況下對其主要運(yùn)動參數(shù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，準(zhǔn)確度高、工作可靠、測量范圍寬、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便和維護(hù)量少，廣泛適用于工業(yè)空氣/固相粉體混合物流動參數(shù)的日常監(jiān)測，并為在線調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)和優(yōu)化生產(chǎn)工藝提供可靠的科學(xué)依據(jù)。本實(shí)用新型采用多個所述弧形靜電電極陣列(I)可以實(shí)現(xiàn)多個分散氣力輸送管道(4)中固相粉體流動參數(shù)的對比測量，尤其適用于需要定量調(diào)配固相粉體在多個氣力輸送管道(4)中流動參數(shù)的生產(chǎn)過程，具有施工簡單、投資少、安全可靠等優(yōu)勢。
[0050]最后應(yīng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于弧形靜電電極陣列的氣固多相流在線測量裝置，包括弧形靜電電極陣列(I)、嵌入式信號處理單元(5)、中心控制單元(6)和生產(chǎn)現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)(7);其特征在于，所述弧形靜電電極陣列(I)測量局部帶電固相粉體運(yùn)動引起的靜電波動信號；所述嵌入式信號處理單元(5)與所述弧形靜電電極陣列(I)通過屏蔽電纜相連接，用于靜電信號的調(diào)理和處理，并通過多參數(shù)數(shù)據(jù)融合獲得局部固相粉體的流動速度、質(zhì)量流量和流體穩(wěn)定度；所述中心控制單元(6)通過現(xiàn)場總線接收所述嵌入式信號處理單元(5)輸出的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理、綜合分析、顯示和記錄，并同時對所述嵌入式信號處理單元(5)進(jìn)行實(shí)時配置；所述生產(chǎn)現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)(7)接收所述中心控制單元(6)發(fā)送的固相粉體流動參數(shù)；所述弧形靜電電極陣列(I)內(nèi)周面上順次并排布置一組第一金屬電極(2)和一組第二金屬電極(3)，其中所述第一金屬電極(2)至少3個，所述第二金屬電極(3)至少I個。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于弧形靜電電極陣列的氣固多相流在線測量裝置，其特征在于，所述第一金屬電極(2)和第二金屬電極(3)為弧狀，所對圓心張角為I。-180。。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于弧形靜電電極陣列的氣固多相流在線測量裝置，其特征在于，所述第一金屬電極(2)的軸向?qū)挾刃∮谒龅诙饘匐姌O⑶的軸向?qū)挾?；所述第一金屬電極⑵軸向?qū)挾葹?-1Omm ;所述第二金屬電極(3)的軸向?qū)挾葹?_100mm ;所述第一金屬電極(2)和所述第二金屬電極(3)的徑向厚度均為1-10_。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于弧形靜電電極陣列的氣固多相流在線測量裝置，其特征在于，所述第一金屬電極(2)之間的距離為10-50mm，所述第二金屬電極(3)之間的距離為20-200mm，所述第二金屬電極(3)與相鄰所述第一金屬電極(2)的距離為20_200mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于弧形靜電電極陣列的氣固多相流在線測量裝置，其特征在于，所述第一金屬電極(2)和所述第二金屬電極(3)與所述弧形靜電電極陣列(I)的金屬主體之間通過絕緣材料(11)實(shí)現(xiàn)電氣隔離保護(hù)；所述弧形靜電電極陣列(I)的金屬主體與金屬屏蔽蓋板(9)接地構(gòu)成對所述第一金屬電極(2)和所述第二金屬電極(3)的屏蔽空間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于弧形靜電電極陣列的氣固多相流在線測量裝置，其特征在于，安裝于氣力輸送管道(4)的同一管段截面的所述弧形靜電電極陣列(I)數(shù)量為1-18個；每個所述弧形靜電電極陣列(I)通過法蘭固定在所述氣力輸送管道(4)的金屬基座⑶上，并嵌入所述氣力輸送管道⑷外壁，其內(nèi)表面與所述氣力輸送管道⑷內(nèi)表面平齊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于弧形靜電電極陣列的氣固多相流在線測量裝置，其特征在于，所述嵌入式信號處理單元(5)將靜電信號進(jìn)行電流/電壓轉(zhuǎn)換、放大和濾波處理后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；利用所述第一金屬電極(2)測量信號的時域和頻域特征進(jìn)行分析來辨識固相粉體流型，并利用多通道互相關(guān)運(yùn)算得到多個速度和信號相關(guān)系數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，獲得固相粉體的流動速度和流動穩(wěn)定性參數(shù)；同時，結(jié)合所述第二金屬電極(3)測量信號的時域或者頻域特征計(jì)算出固相粉體質(zhì)量流量參數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于弧形靜電電極陣列的氣固多相流在線測量裝置，其特征在于，所述中心控制單元(6)對同一管段截面上的所述弧形靜電電極陣列(I)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)平均獲得固相粉體在整個管道截面的平均運(yùn)動參數(shù)，同時進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時顯示和記錄；并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果和工況變化對所述嵌入式信號處理單元(5)的工作參數(shù)進(jìn)行實(shí)時調(diào)節(jié)配置；所述中心控制單元(6)輸出的測量數(shù)據(jù)被監(jiān)控系統(tǒng)接收，有利于實(shí)現(xiàn)固相粉體流動情況的實(shí)時監(jiān)視或調(diào)節(jié)控制。
【文檔編號】G01D21/02GK204202652SQ201420701615
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】錢相臣, 黃孝彬, 胡永輝, 閆勇 申請人:北京華清茵藍(lán)科技有限公司