專利名稱：多電極電容傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及傳感器，尤其涉及多電極電容傳感器。
氣固兩相流是同時(shí)存在氣相和固相的物質(zhì)流動(dòng)。氣固兩相流現(xiàn)象在自然界和工業(yè)生產(chǎn)中廣泛存在。例如，自然界的大漠揚(yáng)沙、空氣中煙塵彌散；在化學(xué)工業(yè)中，洗衣粉、奶粉的氣流干燥，固態(tài)流化床中的流化反應(yīng)；在冶金、電力行業(yè)中煤粉的氣力輸送，煤的沸騰燃燒，礦物的流態(tài)化培燒，磁流體發(fā)電；以及食品、建筑行業(yè)中的谷物、食鹽、水泥等物料的氣力輸送；化纖紡織行業(yè)中的聚脂切片氣力輸送；發(fā)動(dòng)機(jī)嘴射的氣體-顆粒流等，都是氣固兩相流現(xiàn)象。
氣固兩相流動(dòng)與單相流動(dòng)相比，具有以下特點(diǎn)(1)兩相流動(dòng)具有多種流型。(2)兩相界面上有相互作用力。(3)兩相間具有相對(duì)滑動(dòng)-滑差。除各相的內(nèi)磨擦引起的機(jī)械損失外，還伴隨著由于相間的相互碰撞等而引起的附加的機(jī)械能損失。(4)兩相同有傳熱和傳質(zhì)現(xiàn)象。
氣固兩相流的復(fù)雜性主要表現(xiàn)在流動(dòng)過(guò)程中具有多種流型。流型是指在流動(dòng)時(shí)兩相物質(zhì)的分布狀況。流型不僅與氣體的粘度、密度和固體的顆粒尺寸大小、形狀、密度等介質(zhì)的特性有關(guān)，還與氣體的壓力、速度、流量和固體的含量等流動(dòng)參數(shù)有關(guān)，而且還要受到流動(dòng)管道的幾何形狀、管壁粗糙度、管道安裝方式等流動(dòng)環(huán)境的影響。
氣固兩相流檢測(cè)難度大的原因在于其流動(dòng)復(fù)雜性。在氣固兩相流流動(dòng)時(shí)，兩相面不僅時(shí)刻變化，而且伴隨著物質(zhì)和能量的交換，甚至化學(xué)反應(yīng)。這種特點(diǎn)使得氣固兩相流參數(shù)的檢測(cè)極其困難。
氣固兩相流濃度檢測(cè)方法主要有直接法、光學(xué)法和電學(xué)法等幾種。電學(xué)法中測(cè)量?jī)上嗔鞣稚⑾酀舛鹊姆椒ㄝ^多，可用電阻、電導(dǎo)及電容等方法。
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、響應(yīng)速度快的多電極電容傳感器。
為了達(dá)到上述目的本發(fā)明采取下列措施它具有傳感器外殼，在傳感器外殼兩端設(shè)有法蘭，在傳感器外殼內(nèi)設(shè)有陶瓷管，陶瓷管兩設(shè)端有固定壓圈，固定壓圈固定在兩法內(nèi)側(cè)，固定壓圈與陶瓷管端面之間設(shè)有防震密封圈，陶瓷管外側(cè)設(shè)有電極片，在電極片外側(cè)與傳感器外殼內(nèi)側(cè)之間設(shè)有絕緣層，在傳感器外殼上設(shè)有信號(hào)處理器基座，電極片與信號(hào)處理器基座相接。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、制作方便、響應(yīng)速度快，能適用于大口徑的氣力輸送等生產(chǎn)過(guò)程，能用于環(huán)境惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，以非接觸式測(cè)量管內(nèi)截面分布圖形。
下面結(jié)合附圖
作詳細(xì)說(shuō)明。
附圖是多電極電容傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。
多用電極電容傳感器具有傳感器外殼6，在傳感器外殼兩端設(shè)有法蘭4，在傳感器外殼內(nèi)設(shè)有陶瓷管3，陶瓷管兩端設(shè)有固定壓圈2，固定壓圈固定在兩法內(nèi)側(cè)，固定壓圈與陶瓷管端面之間設(shè)有防震密封圈1，陶瓷管外側(cè)設(shè)有電極片8，在電極片外側(cè)與傳感器外殼內(nèi)側(cè)之間設(shè)有絕緣層，在傳感器外殼上設(shè)有信號(hào)處理器基座5，電極片與信號(hào)處理器基座相接。陶瓷管的長(zhǎng)度為100～400mm，內(nèi)徑為25～200mm，陶瓷管厚度為5～8mm。電極片為2～16片，電極張角為20～135°，電極片長(zhǎng)度為60～300mm，陶瓷管的內(nèi)徑通常為80～180mm，電極片通常為6、8、12、16片。陶瓷管采用九九瓷，Al2O3含量高于99％、氧化鐵含量小于0.2％、氣孔率小于0.2％。電極片材料為鈹青銅材料，外表面須經(jīng)磷化處理，并敷以銀層。
制作時(shí)，將清洗后的陶瓷管放入60℃烘箱二小時(shí)后取出，將KD-504A膠的甲、乙膠進(jìn)行2∶1配比，均勻涂敷于需貼電極處，膠水厚度≤0.1mm，貼上電極片后，外裹玻璃絕緣布進(jìn)行固化。膠接后的電極片與陶瓷管的抗拉強(qiáng)度須≥40kgf/cm2，每一個(gè)電極片上各引出一根外裹聚四氟乙烯的耐高溫導(dǎo)線，經(jīng)信號(hào)處理器基座，接到檢測(cè)電路。陶瓷管用固定壓圈固定在傳感器外殼內(nèi)，傳感器外殼兩端設(shè)有法蘭，固定壓圈與陶瓷管端面之間設(shè)有橡膠防震密封圈。
本發(fā)明的原理是當(dāng)氣固兩相流體流經(jīng)電容極板間的敏感場(chǎng)時(shí)，這兩個(gè)電極之間的電容會(huì)隨之改變。由于氣體和顆粒的介電常數(shù)不同，當(dāng)流經(jīng)電容傳感器內(nèi)的兩相流的顆粒濃度發(fā)生變化時(shí)，會(huì)引起流體等效介電常數(shù)的變化，從而引起電容的變化，即電容值的大小能夠反映顆粒濃度的變化。
權(quán)利要求
1.一種多電極電容傳感器，其特征在于它具有傳感器外殼[6]，在傳感器外殼兩端設(shè)有法蘭[4]，在傳感器外殼內(nèi)設(shè)有陶瓷管[3]，陶瓷管兩端設(shè)有固定壓圈[2]，固定壓圈固定在兩法蘭內(nèi)側(cè)，固定壓圈與陶瓷管端面之間設(shè)有防震密封圈[1]，陶瓷管外側(cè)設(shè)有電極片[8]，在電極片外側(cè)與傳感器外殼內(nèi)側(cè)之間設(shè)有絕緣層，在傳感器外殼上設(shè)有信號(hào)處理器基座[5]，電極片與信號(hào)處理器基座相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多電極電容傳感器，其特征在于所說(shuō)的陶瓷管的長(zhǎng)度為100～400mm，內(nèi)徑為25～200mm，陶瓷管厚度為5～8mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多電極電容傳感器，其特征在于所說(shuō)的電極片為2～16片，電極張角為20～135°，電極片長(zhǎng)度為60～300mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多電極電容傳感器，其特征在于所說(shuō)的陶瓷管采用九九瓷，Al2O3含量高于99％、氧化鐵含量小于0.2％、氣孔率小于0.2％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多電極電容傳感器，其特征在于所說(shuō)的電極片材料為鈹青銅材料，外表面須經(jīng)磷化處理，并敷以銀層。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種多電極電容傳感器。它具有兩端帶法蘭的傳感器外殼,在外殼內(nèi)設(shè)有陶瓷管,并用固定壓圈固定,固定壓圈與陶瓷管端面之間設(shè)有防震密封圈。陶瓷管外側(cè)設(shè)有電極片,在電極片外側(cè)與傳感器外殼內(nèi)側(cè)之間設(shè)有絕緣層,在傳感器外殼上設(shè)有信號(hào)處理器基座,電極片與信號(hào)處理器基座相接。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、制作方便、響應(yīng)速度快,能適用于大口徑的氣力輸送等生產(chǎn)過(guò)程。
文檔編號(hào)G01D5/24GK1172251SQ9711108
公開(kāi)日1998年2月4日 申請(qǐng)日期1997年6月25日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月25日
發(fā)明者胡赤鷹, 楊江 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)