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一種基于靜電與電容傳感器陣列的粉體質量流量測量裝置及方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510513902.X

申請日:

2015.08.20

公開號:

CN105067061A

公開日:

2015.11.18

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):G01F 1/86申請日:20150820|||公開
IPC分類號: G01F1/86 主分類號: G01F1/86
申請人: 東南大學
發明人: 許傳龍; 王勝南; 李健; 王式民
地址: 210096江蘇省南京市四牌樓2號
優先權:
專利代理機構: 江蘇永衡昭輝律師事務所32250 代理人: 王斌
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510513902.X

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.08.21|||2015.12.16|||2015.11.18

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種基于靜電與電容傳感器陣列的管道內粉體顆粒質量流量測量裝置及方法,其中粉體質量流量測量裝置包括靜電傳感器陣列、電容傳感器陣列、數據采集模塊以及數據處理模塊;數據采集模塊,采集靜電傳感器陣列每對靜電極片間的靜電信號以及電容傳感器陣列兩相鄰電容極片間輸出信號;所述數據處理模塊,包括粉體速度計算單元、粉體濃度計算單元以及粉體質量計算單元。本發明裝置及算法充分考慮了管道截面粉體的濃度分布和速度分布,從而實現粉體質量流量的精確測量。

權利要求書

1.一種基于靜電與電容傳感器陣列的粉體質量流量測量裝置,包括靜電傳感器陣列、電容傳感器陣列、數據采集模塊以及數據處理模塊;所述數據采集模塊,采集所述靜電傳感器陣列每對靜電極片間的靜電信號以及所述電容傳感器陣列兩相鄰電容極片間輸出信號;所述數據處理模塊,包括粉體速度計算單元、粉體濃度計算單元以及粉體質量計算單元,所述粉體速度計算單元,根據所述靜電傳感器陣列的靜電信號及所述靜電傳感器陣列靜電極片間互相關函數,計算靜電傳感器陣列每對靜電極片對應區域的粉體速度vk,k=1~m,m為靜電傳感器陣列的靜電傳感器對的個數;根據m組管道截面粉體局部速度,估計粉體平均流速的最優值其中,Wk為各靜電傳感器的加權因子,其計算公式為:式中,和均為各靜電傳感器測量值的均方誤差,f=1~m;所述粉體濃度計算單元,根據所述電容傳感器陣列兩相鄰電容極片間的輸出信號Ci,計算整個管道截面的粉體平均濃度其中,i為相鄰電容值的標號,i=1~n,n為電容陣列包含的電容個數;Ai為相鄰電極的局部敏感面積;A為管道截面面積;βi為管道截面粉體局部濃度:βi=f(Ci)式中,f(.)為標定好的Ci與βi之間的關系函數;所述粉體質量計算單元,根據計算得到管道截面的粉體平均濃度和粉體平均流速的最優估計后,計算出粉體質量流量QM:其中,ρ為粉體顆粒的真實密度。2.根據權利要求1所述的測量裝置,其特征在于:所述靜電傳感器陣列的靜電傳感器個數m為8。3.根據權利要求1所述的測量裝置,其特征在于:所述電容傳感器陣列的電容傳感器個數n為8。4.一種采用權利要求1所述的測量裝置用于粉體質量流量的測量方法,其特征在于,包括如下步驟:步驟一、測量到電容傳感器陣列相鄰電極對間輸出信號Ci,確定管道截面粉體局部濃度βi:βi=f(Ci)(1)式中,f(.)為標定好的Ci與βi之間的關系函數;步驟二、測量到各局部上游靜電信號和下游靜電信號x1(t)和y1(t),x2(t)和y2(t),…xk(t)和yk(t)…,xm(t)和ym(t)之后,其互相關函數可表示為:其中,Rk(τ)是延遲時間τ的互相關函數,互相關函數最大值所對應的延遲時間為τm,已知上下游靜電傳感器的軸向間隔為L,則靜電傳感器一局部區域的粉體的速度vk為:vk=L/τm(3)同理,即可計算出管道截面粉體的速度分布;步驟三、采用自適應加權融合估計算法,從測量到的m組管道截面粉體局部速度中獲得粉體平均流速的最優估計步驟四、對各粉體局部濃度數據進行加權求和,從而獲得整個管道截面的粉體平均濃度式中,i為相鄰電容值的標號;A為管道截面面積;Ai相鄰電極的局部敏感面積;步驟五、計算得到管道截面的粉體平均濃度和粉體平均流速的最優估計后,根據下式計算出粉體質量流量QM:其中,ρ為粉體顆粒的真實密度。

關 鍵 詞:
一種 基于 靜電 電容 傳感器 陣列 體質 流量 測量 裝置 方法
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本文標題:一種基于靜電與電容傳感器陣列的粉體質量流量測量裝置及方法.pdf
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