三維ect與ert雙模態(tài)復(fù)合傳感器裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于傳感器領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種三維ECT與ERT雙模態(tài)復(fù)合傳感器
目.ο
【背景技術(shù)】
[0002]電學(xué)層析成像(ΕΤ)是一種新興的過(guò)程成像技術(shù)，其以無(wú)輻射、非侵入、響應(yīng)速度快、成本低廉，以及實(shí)時(shí)可視等特點(diǎn)在工業(yè)過(guò)程參數(shù)檢測(cè)領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。它包括電阻層析成像(ERT)、電容層析成像(ECT)、電磁層析成像(ΕΜΤ)三種工作模態(tài)，因此其研究對(duì)象涵蓋了電導(dǎo)率、電容率、磁導(dǎo)率等主要電磁參數(shù)，而ERT和ECT技術(shù)又是ΕΤ技術(shù)中兩種最為成熟的技術(shù)，其中ERT是基于不同媒質(zhì)具有不同電導(dǎo)率，通過(guò)判斷處于敏感場(chǎng)中物體電導(dǎo)率分布來(lái)獲得多相媒質(zhì)的分布狀況；ECT則是通過(guò)測(cè)量物體表面周圍電極之間的電容值來(lái)計(jì)算物體內(nèi)部介電常數(shù)的空間分布，即ERT以導(dǎo)電介質(zhì)為連續(xù)相的流體為測(cè)量對(duì)象，ECT以非導(dǎo)電介質(zhì)為連續(xù)相的流體為測(cè)量對(duì)象，由于ERT技術(shù)與ECT技術(shù)的測(cè)量對(duì)象完全相反，因此在工業(yè)上，ERT技術(shù)與ECT技術(shù)的應(yīng)用范圍也是涇渭分明的:例如，現(xiàn)有的多模態(tài)系統(tǒng)是將二者的電極陣列安裝在不同截面，敏感場(chǎng)相互獨(dú)立，測(cè)量方法也很簡(jiǎn)單。但是，測(cè)量數(shù)據(jù)不能反映被測(cè)流體在同一時(shí)刻、同一位置的分布信息，具有很大的局限性，無(wú)法發(fā)揮ERT、ECT互補(bǔ)的優(yōu)勢(shì)。由于ERT與ECT技術(shù)在數(shù)學(xué)模型、檢測(cè)機(jī)理乃至逆問(wèn)題求解上都存在很多共通之處，使得ERT與ECT技術(shù)的融合成為可能。因此，如何組合ERT與ECT技術(shù)，融合其測(cè)量數(shù)據(jù)，以達(dá)到拓寬測(cè)量范圍的目的，具有十分重要的意義。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為了解決上述的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種三維ECT與ERT雙模態(tài)復(fù)合傳感器裝置，能夠?qū)CT電極與ERT電極的作用配合起來(lái)，可獲得同一時(shí)間、同一位置的信息，真正實(shí)現(xiàn)雙模態(tài)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下:
[0005]—種三維ECT與ERT雙模態(tài)復(fù)合傳感器裝置，包括若干個(gè)由ECT電極與ERT電極可拆卸地復(fù)合于一體的復(fù)合電極，所述復(fù)合電極的ECT電極固設(shè)于待測(cè)容器的外壁上，ERT電極相應(yīng)地固設(shè)于待測(cè)容器的內(nèi)壁上，所述復(fù)合電極沿待測(cè)容器的內(nèi)外壁等間距地繞待測(cè)容器一周設(shè)置，形成復(fù)合電極層，且沿待測(cè)容器的高度方向等間距地設(shè)有至少兩層復(fù)合電極層。
[0006]作為對(duì)本實(shí)用新型的限定:所述復(fù)合電極層共設(shè)置有四層，相隔一層的兩層復(fù)合電極層之間的上下兩個(gè)相應(yīng)復(fù)合電極之間的連線與待測(cè)容器的軸線平行。
[0007]作為對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步限定:所述每層復(fù)合電極層等間隔地設(shè)有16個(gè)復(fù)合電極，且相鄰兩層復(fù)合電極層的上下兩個(gè)相應(yīng)復(fù)合電極之間水平偏移11.25°。
[0008]作為本實(shí)用新型的另一種限定:所述待測(cè)容器外圍設(shè)有用于將所述三維ECT與ERT雙模態(tài)復(fù)合傳感器裝置與外界環(huán)境屏蔽的屏蔽層；所述位于同一層的相鄰兩個(gè)復(fù)合電極的ECT電極之間設(shè)有徑向電極，所述徑向電極一端自待測(cè)容器的外壁向外延伸至屏蔽層。
[0009]由于采用了以上技術(shù)方案，本實(shí)用新型可以達(dá)到如下的技術(shù)效果:
[0010](1)本實(shí)用新型采用復(fù)合電極，將兩套電極同時(shí)安裝于容器的同一截面，可獲得同一時(shí)間、同一位置的信息，使得雙模態(tài)真正成為現(xiàn)實(shí)；
[0011](2)本實(shí)用新型采用四層的三維立體電極陣列，測(cè)量數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確，成像效果更全面，能更好地體現(xiàn)電學(xué)層析技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和更多的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值；
[0012](3)本實(shí)用新型相鄰兩層之間的復(fù)合電極采用錯(cuò)位結(jié)構(gòu)設(shè)置，這種結(jié)構(gòu)能最大限度地?cái)U(kuò)大采樣空間范圍。
[0013]綜上所述，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，ERT電極與ECT電極融合在一起后可適應(yīng)更多的多相流型，能夠拓寬測(cè)量范圍、增加有用的測(cè)量數(shù)據(jù)。
[0014]本實(shí)用新型適用于各種應(yīng)用電學(xué)成像測(cè)量領(lǐng)域。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例只顯示一層復(fù)合電極層時(shí)的俯視圖；
[0017]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例復(fù)合電極1與徑向電極3的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例ERT電極12的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例ECT電極11的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中:1—復(fù)合電極，11—ECT電極，12—ERT電極，2—待測(cè)容器，3—徑向電極，4—
屏蔽罩。
【具體實(shí)施方式】
[0021]實(shí)施例一種三維ECT與ERT雙模態(tài)復(fù)合傳感器裝置
[0022]本實(shí)施例為一種三維ECT與ERT雙模態(tài)復(fù)合傳感器裝置，如圖1，它包括:
[0023]若干個(gè)復(fù)合電極1，本實(shí)施例中的復(fù)合電極1如圖3所示，由ECT電極11與ERT電極12可拆卸地復(fù)合于一體，本實(shí)施例在使用時(shí)如圖2所示，將所述復(fù)合電極1的ECT電極11固設(shè)于柱狀的待測(cè)容器2的外壁上，ERT電極12相應(yīng)地固設(shè)于待測(cè)容器2的內(nèi)壁上，且與ECT電極11位于待測(cè)容器2的同一截面上。
[0024]而本實(shí)施例中的ECT電極11如圖5所示為矩形結(jié)構(gòu)，中間部位設(shè)有通孔，并采用導(dǎo)電性良好的金屬材料制成，例如金屬銅；ERT電極12則如圖4所示為圓形螺栓結(jié)構(gòu)，由于ERT電極12設(shè)于待測(cè)容器2的內(nèi)部，與被測(cè)流體接觸，因此其需要選用耐磨性、耐腐蝕性，以及電極表面極化效應(yīng)的金屬制成，例如不銹鋼、鈦合金、氯化銀等。而ECT電極11與ERT電極12在安裝使用時(shí)利用ERT的螺栓貫通ECT電極11的通孔、待測(cè)容器2，然后利用密封絕緣墊將ECT電極11、ERT電極12與待測(cè)容器2絕緣隔離，再用螺母固定即可。
[0025]本實(shí)施例中為了測(cè)量精確，將所述復(fù)合電極1等間距地繞待測(cè)容器2 —周設(shè)置，形成復(fù)合電極層，且沿待測(cè)容器2的高度方向等間距地設(shè)有至少兩層復(fù)合電極層。
[0026]如圖1所示，本實(shí)施例中所述沿待測(cè)容器的高度方向設(shè)置有四層復(fù)合電極層，每個(gè)復(fù)合電極層分別設(shè)有偶數(shù)個(gè)復(fù)合電極1，例如8、12、16、32個(gè)，本實(shí)施例優(yōu)選為16個(gè)，一層和三層、二層和四層中兩層的復(fù)合電極層之間的上下兩個(gè)相應(yīng)復(fù)合電極1之間的連線與待測(cè)容器2的軸線平行，而相鄰兩層復(fù)合電極層之間的上下兩個(gè)相應(yīng)復(fù)合電極1則呈角度偏移，這樣令本實(shí)施例中的4層復(fù)合電極層的所有復(fù)合電極1呈螺旋狀分布。
[0027]由于本實(shí)施例的每層復(fù)合電極層等間隔地設(shè)有十六個(gè)復(fù)合電極1，因此如圖1所示，同一層的復(fù)合電極層中相鄰的兩個(gè)復(fù)合電極1與待測(cè)容器2軸線之間的夾角設(shè)置為22.5°，而相鄰兩層復(fù)合電極層的上下兩個(gè)相應(yīng)的復(fù)合電極1之間水平偏移11.25°。
[0028]本實(shí)施例還包括在待測(cè)容器2外圍設(shè)置的屏蔽層3，所述屏蔽層3用于將本實(shí)施例的所有復(fù)合層與外界環(huán)境屏蔽，采用銅箔制成；而位于同一層的相鄰兩個(gè)復(fù)合電極1的ECT電極11之間設(shè)有徑向電極4，所述徑向電極4的高度略高于ECT電極11的高度，采用薄銅板制成，能夠充分屏蔽各個(gè)ECT電極11之間的干擾，且其一端自待測(cè)容器2的外壁向外延伸至屏蔽層3。
[0029]本實(shí)施例在使用時(shí)，徑向電極3與屏蔽罩4接地，而ECT電極11與ERT電極12是分開使用的，即ECT電極11工作時(shí)，ERT電極12懸空；同理，ERT電極12工作時(shí)，ECT電極11懸空，ECT電極11和ERT電極12通過(guò)切換電路分時(shí)工作。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三維ECT與ERT雙模態(tài)復(fù)合傳感器裝置，其特征在于:它包括若干個(gè)由ECT電極與ERT電極可拆卸地復(fù)合于一體的復(fù)合電極，所述復(fù)合電極的ECT電極固設(shè)于待測(cè)容器的外壁上，ERT電極相應(yīng)地固設(shè)于待測(cè)容器的內(nèi)壁上，所述復(fù)合電極沿待測(cè)容器的內(nèi)外壁等間距地繞待測(cè)容器一周設(shè)置，形成復(fù)合電極層，且沿待測(cè)容器的高度方向等間距地設(shè)有至少兩層復(fù)合電極層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維ECT與ERT雙模態(tài)復(fù)合傳感器裝置，其特征在于:所述復(fù)合電極層共設(shè)有四層，相隔一層的兩層復(fù)合電極層之間的上下兩個(gè)相應(yīng)復(fù)合電極之間的連線與待測(cè)容器的軸線平行。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三維ECT與ERT雙模態(tài)復(fù)合傳感器裝置，其特征在于:所述每層水平偏移11.25°。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的三維ECT與ERT雙模態(tài)復(fù)合傳感器裝置，其特征在于:所述待測(cè)容器外圍設(shè)有用于將所述三維ECT與ERT雙模態(tài)復(fù)合傳感器裝置與外界環(huán)境屏蔽的屏蔽層；位于同一層的相鄰兩個(gè)復(fù)合電極的ECT電極之間設(shè)有徑向電極，所述徑向電極一端自待測(cè)容器的外壁向外延伸至屏蔽層。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三維ECT與ERT雙模態(tài)復(fù)合傳感器裝置，其特征在于:所述待測(cè)容器外圍設(shè)有用于將所述三維ECT與ERT雙模態(tài)復(fù)合傳感器裝置與外界環(huán)境屏蔽的屏蔽層；所述位于同一層的相鄰兩個(gè)復(fù)合電極的ECT電極之間設(shè)有徑向電極，所述徑向電極一端待測(cè)容器的外壁向外延伸至屏蔽層。
【專利摘要】本實(shí)用新型為一種三維ECT與ERT雙模態(tài)復(fù)合傳感器裝置，包括若干個(gè)由ECT電極與ERT電極可拆卸地復(fù)合于一體的復(fù)合電極，所述復(fù)合電極的ECT電極固設(shè)于待測(cè)容器的外壁上，ERT電極相應(yīng)地固設(shè)于待測(cè)容器的內(nèi)壁上，所述復(fù)合電極沿待測(cè)容器的內(nèi)外壁等間距地繞待測(cè)容器一周設(shè)置，形成復(fù)合電極層，且沿待測(cè)容器的高度方向等間距地設(shè)有至少兩層復(fù)合電極層。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，ERT電極與ECT電極融合在一起后可適應(yīng)更多的多相流型，能夠拓寬測(cè)量范圍、增加有用的測(cè)量數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型適用于各種應(yīng)用電學(xué)成像測(cè)量領(lǐng)域。
【IPC分類】G01N27/00
【公開號(hào)】CN205049507
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520836514
【發(fā)明人】楊婉琪
【申請(qǐng)人】楊婉琪
【公開日】2016年2月24日
【申請(qǐng)日】2015年10月27日