一种基于静电感应气固两相流流速测量的环状探头的制作方法

本实用新型涉及气固两相流流速测量技术领域，具体而言，涉及一种基于静电感应气固两相流流速测量的环状探头。

背景技术：

随着材料科学和信号处理技术的发展，人们对速度测量技术的要求在逐渐提高，从单点测量到分布式测量，从间断测量到实时检测，测量精度和准确度也不断提高，其中对于气固两相流的速度测量的研究更是受到一大批专业人士的关注。首先，气固两相流广泛分布在自然领域和工业领域，例如，自然中的雾霾，水土流失，扬尘等等，而在工业领域，更是广泛存在于能源，环保，化工，冶金等各个轻重工业中。其次，气固两相流不同于单相流动，其流动特性更为复杂，由于两相之间存在着物理性质的差异，导致参数众多，流型多样，难以用理论模型进行阐述。例如，固体颗粒的粒径和种类、管道的材质等诸多因素都会对测量结果产生影响。目前，人们已开发了多种速度测量仪器用于气固两相流的速度测量，如比托管测量，激光多普勒测速仪，热线风速仪，粒子图像测速仪，但由于不同工业上对仪器精度，实时性，可靠性有着不同的要求，上述仪器并不能很好的适用。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种基于静电感应气固两相流流速测量的环状探头，用于解决现有气固两相流测速技术实时性差，适用性差，经济性差等问题，从而获得气固两相流实时的准确的速度信息。

本实用新型提供了一种基于静电感应气固两相流流速测量的环状探头，该探头包括：

第一静电传感器，其套设在绝缘管的外表面上；

第二静电传感器，其平行于所述第一静电传感器设置且套设在所述绝缘管的外表面上；

所述第一静电传感器和所述第二静电传感器均垂直于来流方向；

外壳，其将所述第一静电传感器、所述绝缘管和所述第二静电传感器完全包覆在其内部；

屏蔽电缆，其分别与所述第一静电传感器和所述第二静电传感器信号连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述外壳的材质为不锈钢。

作为本实用新型的进一步改进，所述外壳的高度为12cm。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一静电传感器和所述第二静电传感器的几何尺寸完全相同。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一静电传感器的高度为1.5cm，直径为4cm，厚度为0.2mm。

作为本实用新型的进一步改进，所述绝缘管的厚度为2mm。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一静电传感器和所述第二静电传感器的间距为4cm。

作为本实用新型的进一步改进，所述外壳为管状。

作为本实用新型的进一步改进，所述外壳、所述第一静电传感器、所述绝缘管和所述第二静电传感器的中心轴为同一直线。

作为本实用新型的进一步改进，所述来流方向与所述绝缘管的高度方向平行。

本实用新型的有益效果为：首先，本实用新型所述环状探头无需外接电源，仅需将第一静电传感器和第二静电传感器捕捉的信号传递出来即可；其次，由于第一静电传感器和第二静电传感器并未与气固两相流直接接触，一方面保证了信号的稳定性，另一方面保证了探头的耐用性；最后，本实用新型所述环状探头不仅结构简单且体积小。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述的一种基于静电感应气固两相流流速测量的环状探头主视图；

图2为本实用新型实施例所述的一种基于静电感应气固两相流流速测量的环状探头俯视图；

图3为本实用新型实施例所述的一种基于静电感应气固两相流流速测量的环状探头捕获的沙粒的原始信号图。

图中，

1、外壳；2、第一静电传感器；3、绝缘管；4、第二静电传感器；5、屏蔽电缆。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

如图1-2所示，本实用新型实施例所述的是一种基于静电感应气固两相流流速测量的环状探头，该探头包括：

第一静电传感器2，其套设在绝缘管3的外表面上；

第二静电传感器4，其平行于第一静电传感器2设置且套设在绝缘管3的外表面上；

第一静电传感器2和第二静电传感器4均垂直于来流方向；

外壳1，其将第一静电传感器2、绝缘管3和第二静电传感器4完全包覆在其内部；

屏蔽电缆5，其分别与第一静电传感器2和第二静电传感器4信号连接。

进一步的，外壳1的材质为不锈钢。

进一步的，外壳1的高度为12cm。

进一步的，第一静电传感器2和第二静电传感器4的几何尺寸完全相同。这样可以尽量降低第一静电传感器2和第二静电传感器4捕捉信号的差异性，使气固两相流的流速计算结果更加精确。

进一步的，第一静电传感器2的高度为1.5cm，直径为4cm，厚度为0.2mm。

进一步的，绝缘管3的厚度为2mm。

进一步的，第一静电传感器2和第二静电传感器4的间距为4cm。

进一步的，外壳1为管状。

进一步的，外壳1、第一静电传感器2、绝缘管3和第二静电传感器4的中心轴为同一直线。

进一步的，来流方向与绝缘管3的高度方向平行。

由于气固两相流中固相颗粒的存在，它们在绝缘管3内流动，难以避免会发生颗粒与颗粒之间，颗粒与管道之间的碰撞、接触和分离，这样就会使固体颗粒自带电荷，而这些电荷包含了其对应固体颗粒的速度信息。因此，利用静电传感器捕获这些信号，在经过一些后续处理就可以获得气固两相流的速度参数。

本实施例中，气固两相流沿着绝缘管3的高度方向流动，由于第一静电传感器2和第二静电传感器4垂直于气固两相流的来流方向且平行设置与绝缘管3的外表面上。这就保证了气固两相流中自带电荷的固相颗粒能够相继穿过第一静电传感器2和第二静电传感器4，这样第一静电传感器2和第二静电传感器4则会依次捕捉到相似的静电感应信号，如图3所示，通过屏蔽电缆5将捕捉到的信号分别传输至计算机中，利用计算机计算两个相似静电感应信号的延迟时间，再结合第一静电传感器2和第二静电传感器4之间的间距，最后即可通过时间、路程以及速度三者之间简单的物理关系计算得出气固两相流的流速。本实施例中第一静电传感器2和第二静电传感器4之间的间距选用4cm，但在实际工况中可以根据具体情况来设定第一静电传感器2和第二静电传感器4之间的间距，而不仅限于4cm，以方便计算气固两相流的速度为准。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。