专利名称：气固两相管流静电的成像方法
技术领域：
本发明涉及一种成像方法，尤其是涉及一种气固两相管流静电的成像方法。背景方法静电现象在自然界和日常生活广泛存在。在实际工业生产中，静电现象也大量存在，直接影响正常的工作，甚至带来危险和事故。例如在气固两相管流输送中，非金属绝缘材料因具有耐腐蚀、寿命长、清洁等优点而被广泛运用在食品、化工、医药、能源等领域。由于颗粒和管壁材料的不同，颗粒与管壁碰撞后就会产生静电。因为管道材料为非金属，所以在颗粒和管壁不断碰撞中，静电电荷将在管壁壁面积累，一方面可能导致大量颗粒吸附在管壁造成流动性变差；另一方面，大量电荷可能导致管道局部放电产生电火花而点燃危险场所中的爆炸性气体/易燃性颗粒(纺织纤维)/气固混合物，发生爆炸、火灾等重大事故。 因此，对静电的研究和防护一直是工业界面临的重要课题。目前尽管有很多的静电测量方法，但是尚未见基于采集静电信号成像方法的有关报道。中国专利CN 101136133A公开一种数据采集显示器及其数据采集显示与信号传送方法，包括壳体、显示屏、控制电路板，控制电路板安装在壳体底板内侧且与显示屏、传感器信号线、远程信号线、电源线分别电气连接，显示屏四周与壳体侧板固定安装，壳体为屏蔽金属材料，壳体侧板、底板之间及壳体侧板、显示屏四周之间设有密封垫，壳体侧板设有航空接头与传感器信号线连接，远程信号线、电源线采用三层屏蔽线，其与远程控制系统连接。中国专利CN1987485公开一种气固两相管流颗粒速度的静电感应空间滤波测量方法。该方法利用单个静电传感器实现了颗粒平均速度测量，大大简化了测量装置，并且降低了对气固两相流动条件的依赖性。本发明采用单个圆环静电传感器实现了气固两相管流颗粒平均速度测量。静电传感器在结构上对流体的流动状况无影响，属于非接触式测量方法。另外，基于静电传感器空间滤波法的颗粒速度测量技术具有结构简单，信号处理方便， 价格低廉，测量准确度高的特点，适合于恶劣的工业气力输送现场环境中应用。鲁录义等(鲁录义顾兆林罗昔联雷康斌.一种风沙运动的颗粒动力学静电起电模型.物理学报，2008，57 (11) =6939-6945)报道一种风沙运动的颗粒动力学静电起电模型。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以直接获得静电强度分布的图像，适用于所有静电测量方式，对采用何种静电测量装置获取静电没有限制的气固两相管流静电的成像方法。本发明根据点电荷产生电场的计算公式，将所有点电荷在测量区域产生的静电场强度计算获得。本发明包括以下步骤I)将测量得到的静电信号数据读入成像工作系统；
2)基于点电荷在某一点处产生的静电场强度,将静电场强度分成两个方向进行标量求和；3)根据网格划分，将测量区域分解成若干点阵，获得每点处在两个方向上的标量数值；4)将获得所有电荷在所有点处产生的静电场强度进行求和，将各点处两个方向的标量进行平方求和，获得该点处矢量静电场强度并将所有数据合成图像。在步骤2)中，所述静电场强度包括方向角度。本发明的成像方法是根据测量获得的静电信号，通过本方法可以直接获得静电强度分布的图像，本发明适用于所有静电测量方式，对采用何种静电测量装置获取静电没有限制。
图I为位于Ovqtl)点电荷在(r1;qi)位置产生静电场矢量示意图。在图I中，Θ ^ 是点电荷(A，q0)在中心产生电场在水平方向的夹角，Θ I是点电荷Ov qi)在中心产生电场在水平方向的夹角士和Γ(ι是目标点和点电荷处分别到坐标系中心间距离，θ χ是静电场矢量在目标点Cr1, Q1)的方向夹角，Θ。是静电场矢量方向和点电荷与参考中心连线的夹角，r。是目标点到点电荷距离。图2为被测管道内静电场强度计算网格(20X40)。图3为静电感应电流与时间关系图。在图3中，横坐标为时间T(S)，纵坐标为电流 I(A)0图4为运用本发明的成像方法根据图3所测电流数据获得的静电成像图。在图4 中，标记 I 为 122011. 5 ;2 为 1006594. 5 ;3 为 1891177. 5 ;4 为 2775760. 5 ;5 为 3660343. 5， 单位为E(V/m)。
具体实施例方式本发明提供了一种基于测得静电信号通过数学物理模型计算获得综合静电场强度的成像方法。以下给出气固两相管流静电的成像方法具体实施例。I)将测量得到的静电信号数据读入成像工作系统；2)基于点电荷在某一点处产生的静电场强度(包括方向角度)，将静电场强度分成两个方向进行标量求和；所述静电场强度计算是从点电荷产生的静电强度计算开始，点电荷产生的静电场强度可以由下列公式(I)表示其中，6。是电容率(在真空中为8.85父1042(/.1112)，1'。是目标点到点电荷的距离，q是点电荷带电量。由公式(I)可知，静电场强度随距离的增大而快速降低。在图I中， 点电荷q所在位置为Ov q0),目标点位置为(r1; ,参考坐标系中心位置为(0,0)。目标点到点电荷的距离r。可以由公式(2)所表示。
权利要求
1.气固两相管流静电的成像方法，其特征在于包括以下步骤1)将测量得到的静电信号数据读入成像工作系统；2)基于点电荷在某一点处产生的静电场强度，将静电场强度分成两个方向进行标量求和；3)根据网格划分，将测量区域分解成若干点阵，获得每点处在两个方向上的标量数值；4)将获得所有电荷在所有点处产生的静电场强度进行求和，将各点处两个方向的标量进行平方求和，获得该点处矢量静电场强度并将所有数据合成图像。
2.如权利要求I所述的气固两相管流静电的成像方法，其特征在于在步骤2)中，所述静电场强度包括方向角度。
全文摘要
气固两相管流静电的成像方法，涉及一种成像方法。提供一种可以直接获得静电强度分布的图像，适用于所有静电测量方式，对采用何种静电测量装置获取静电没有限制的气固两相管流静电的成像方法。将测量得到的静电信号数据读入成像工作系统；基于点电荷在某一点处产生的静电场强度，将静电场强度分成两个方向进行标量求和；根据网格划分，将测量区域分解成若干点阵，获得每点处在两个方向上的标量数值；将获得所有电荷在所有点处产生的静电场强度进行求和，将各点处两个方向的标量进行平方求和，获得该点处矢量静电场强度并将所有数据合成图像。
文档编号G01R29/14GK102590644SQ201210058859
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月7日 优先权日2012年3月7日
发明者姚军, 李宁 申请人:厦门大学