一种用于气固两相流速度测量的多环探头的制作方法

本实用新型涉及气固两相流流速测量领域，具体涉及一种用于气固两相流速度测量的多环探头。

背景技术：

目前基于互相关原理，用于气固两相流速度测量的传感器通常是利用在来流方向上布置两个相距一定距离的电极片，气固两相流在流动过程中产生的流动信号先后被两个电极片捕捉，在波形上表示为：电极片产生的波形相似，而有一定的延迟时间，采用互相关算法，即可求出两路波形的延迟时间，结合两个电极片的间距，即可求出气固两相流的速度。而目前该类传感器通常只有两个感应电极，同一时刻只能进行一次互相关计算，受采样率和单一电极间距的影响，测量精度一般，而且会发生电极捕捉的信号不足以用来进行互相关计算，导致速度丢失的现象。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是提供一种用于气固两相流速度测量的多环探头，包括由内而外依次设置的内绝缘管，多个规格相同的环状电极、外绝缘层及屏蔽外壳；穿设外绝缘层与屏蔽外壳分别与多个环状电极连接的多根屏蔽电缆；屏蔽外壳两端设有包覆至内绝缘管上、下边缘的延伸部。

在上述方案中，所述外绝缘层的内壁上分别设有与多个环状电极配合设置限位槽。

在上述方案中，所述屏蔽外壳上设置底座。

在上述方案中，所述多个环状电极包括分别等间距固定设于所述内绝缘管与所述外绝缘层之间的第一环状电极、第二环状电极、第三环状电极。

在上述方案中，所述第一环状电极、第二环状电极、第三环状电极间距为10.0-20.0mm。

在上述方案中，所述内绝缘管为陶瓷绝缘管。

本实用新型所提供一种用于气固两相流速度测量的多环探头，主要用于气固两相流速度测量领域，可同时获得至少三组颗粒速度，通过相应数据处理，相比传统双环互相关测速探头，将提高测量精度和测量稳定性，从而获得气固两相流更为准确的速度信息。

附图说明

图1为本实用新型提供的剖面结构示意图；

图2为本实用新型提供的带有底座的部分剖面结构示意图；

图3为利用本实用新型装置捕获的沙粒的原始信号曲线图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作出详细的说明。需要说明的是，本实用的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用的限制。

如图1-2所示，本实用新型提供了一种用于气固两相流速度测量的多环探头，包括由内而外依次设置的内绝缘管1，多个规格相同的环状电极、外绝缘层5及屏蔽外壳7；穿设外绝缘层5与屏蔽外壳7分别与多个环状电极连接的多根屏蔽电缆6；屏蔽外壳7两端设有包覆至内绝缘管1上、下边缘的延伸部。

本实施例优选，外绝缘层5的内壁上分别设有与多个环状电极配合设置且用于对多个环状电极进行限位的限位槽8。

本实施例中，多个环状电极至少包括分别固定设于内绝缘管1与外绝缘层5之间的第一环状电极2、第二环状电极3、第三环状电极4；为了保证接收信号一致，第一环状电极2、第二环状电极3、第三环状电极4规格相同，包括材料、直径、厚度、高度；第一环状电极2、第二环状电极3、第三环状电极4可等距设置，若为不是等间距设置，为了保证测量过程测量误差最小；本实施例，还可根据实际测量需求设置四个环状电极、五个环状电极等。

本实施例优选，外绝缘层5的内壁上分别设有用于对多个第一环状电极2、第二环状电极3、第三环状电极4进行限位的限位槽8，为了使多环探头在使用的过程中，不会因流动的固体、液体等对屏蔽电缆6的冲击间接带动第一环状电极2、第二环状电极3、第三环状电极4的移动，使测量精度更高。

本实施例，屏蔽外壳7上还设置用于将本实施例固定设置在待测流速物体上的底座9，底座9可通过粘贴或螺母连接方式固定在物体上。

本实施例优选，所述的内绝缘管1为内径30.0mm，厚度为2.0mm，高度为70.0mm的陶瓷绝缘管，陶瓷绝缘管实现了耐高温，耐腐蚀作用，同理，绝缘管1还可选择其他适应应用环境的材料制成。

本实施例优选，所述的第一环状电极2、第二环状电极3、第三环状电极4为内径34mm，厚度为0.2～1.0mm，高度为5.0～10.0mm的黄铜电极。所述的第一环状电极2、第二环状电极3、第三环状电极4间距可为10.0-20.0mm。

本实施例优选，所述的外绝缘层5内径为34.0mm，厚度为4.0mm，高度为70.0mm。使整个多环探头规格小，便于携带。

本实施例优选，为了避免各电机件相互干扰，所述的屏蔽电缆6为单芯屏蔽线。

下面通过具体工作原理说明本实施例。

下面以设置了3环电极的多环探头讨论具体工作原理，即包括内绝缘管1、第一环状电极2、第二环状电极3、第三环状电极4、外绝缘层5、屏蔽电缆6、屏蔽外壳7。第一环状电极2、第二环状电极3、第三环状电极4分别与屏蔽电缆6焊接后依次套装在内绝缘管1上，通过外绝缘层2内表面凹槽进行定位，加装屏蔽外壳7，完成组装，并通过底座9将该探头固定在物体上。

在实际测量气固两相流时，自动荷电的颗粒相继穿过三个环状电极，第一环状电极2、第二环状电极3、第三环状电极4相继会捕捉到相似的静电感应信号，如图3所示，可见三组信号两两之间存在一定的延迟，以第一环状电极2、第二环状电极3产生的信号为例，记第一环状电极2产生的信号为x(t)，第二环状电极2产生的信号为y(t)，按下式计算两者的互相关函数rxy(τ)。

式中，rxy(τ)最大值对应的τ1则为延迟时间，结合第一环状电极2和第二环状电极3的间距l1，则颗粒速度v1可以表达为：

对第二环状电极3和第三环状电极4以及第一环状电极2、第三环状电极4进行相同的计算，可获得颗粒速度v2和v3。则本实用新型所提供一种基于互相关原理用于气固两相流速度测量的多环探头，可同时获得三组颗粒速度，通过相应数据处理，将提高测量精度和测量稳定性，从而获得气固两相流更为准确的速度信息。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。