[发明专利]基于ECT的占空比可调的双阵列传感器系统

说明书

一种基于ECT的占空比可调的双阵列传感器系统。其包括屏蔽罩、多个差分电极、多个测量电极和可调支架；多个测量电极以间隔方式呈环形利用可调支架安装在管道的外圆周面外侧；多个差分电极通过可调支架安装在多个测量电极的外侧，每个差分电极与一个测量电极的位置相对应且测量电极和差分电极同心设置；差分电极和测量电极均通过导线依次与外部的数据采集系统及成像系统相连接；屏蔽罩设在差分电极外侧。本发明通过添加差分电极，在测量有效电容值时可使精确度得到很大的改善，可从成像效果直观地反应出来。ECT系统的应用非常广泛，所以在一些工业应用中，差分电极相对于隔离电极要安装容易一些，起到去噪效果，要比隔离电极效果更好一些。

技术领域

本发明属于无损检测技术领域，特别是涉及一种基于ECT的占空比可调的双阵列传感器系统。

背景技术

在石油、化工、冶金、电力、能源及环境监测等工业领域使用的管道中，存在着大量的两相或者多相混合流动的物质，而且一般均需要获取多相流的各相浓度分布、多相流的流量和流速等参数，并将这些参数作为实时监测的参考量。目前电容层析成像(ECT)技术已经应用于这些领域，并取得了不错的成效。根据敏感器件的测量原理，过程层析成像技术可分为：声学式ET系统、核磁共振PT、电学式ET系统(电阻、电磁感应和电容式)、核子(如X射线、γ射线、正电子法和种子射线)等。

ECT技术因其具有无侵入性、安全性、响应速度快、安装便捷以及成本低等，使得这项技术在工业过程可视化检测中成为一项极具发展潜力的技术。随着各项技术的不断发展，国内外的研究人员依然对这项技术进行不断的研究和创新，研究内容主要包括四部分：传感器系统的优化、数据采集系统的研究、图像重建算法的改善以及工业应用。

现有的ECT电容传感器系统中相邻极板间存在干扰电容，因干扰电容会影响电容测量的精度值，因此成为引起图像重建误差偏大的一个重要因素。

另外，在工业两相流监测与医学临床监护的研究中，当ECT的电极放置在被测物质的周围时通常具有好的检测效果。但是传统的ECT传感器系统都是单层电极，在实际的工业应用中，目前的技术还不能将隔离电极嵌入到绝缘管道，而且嵌入到绝缘管道也会影响管道的使用寿命和质量。

传统的ECT传感器系统中测量电极都是固定在管道壁上，由于测量电极到管道中心的距离是固定不变，因此占空比(EGR)也是不变的，所以被测物质在管道内的位置不同，大小不同时由无法选择合适的占空比，这样就不能得到效果更佳的重建图像，因此需要设计一种新型传感器系统，可以针对不同的流型调节出最佳占空比。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于ECT的占空比可调的双阵列传感器系统。

为了达到上述目的，本发明提供的基于ECT的占空比可调的双阵列传感器系统包括屏蔽罩、多个差分电极、多个测量电极和可调支架；其中，所述的多个测量电极以间隔的方式呈环形利用可调支架安装在管道的外圆周面外侧；多个差分电极通过可调支架安装在多个测量电极的外侧，并且每个差分电极与一个测量电极的位置相对应且测量电极和差分电极同心设置；差分电极和测量电极均通过导线依次与外部的数据采集系统及成像系统相连接；屏蔽罩设置在差分电极的外侧，起屏蔽外侧干扰作用。

所述的差分电极和测量电极均为12个，并且相邻差分电极和相邻测量电极间等间距设置。

本发明提供的基于ECT的占空比可调的双阵列传感器系统具有如下优点：

(1)通过添加差分电极，在测量有效电容值时可使精确度得到很大的改善，而且可以从成像效果直观地反应出来。ECT系统的应用非常广泛，所以在一些工业应用中，差分电极相对于隔离电极要安装容易一些，而且，起到的去噪效果，因此要比隔离电极效果更好一些。

(2)本系统具有很强的可行性，能根据被测物体的需要方便地调节占空比，从而可得到更高质量的重建图像。