电容层析成像静态实验平台及其使用方法技术

本发明专利技术提供了一种电容层析成像静态实验平台及其使用方法，属于电容层析成像技术领域。本发明专利技术通过设置模拟区域模具和带有与之对应的卡槽的底座，可以仅采用一个传感器管道，模拟出多种不同的多相流流型，使用中仅需要简单更换模拟区域模具即可，使用简单方便，而且能节省大量的传感器管道，能够有效降低实验成本；其使用方法通过空场满场标定、实验模式模拟以及数据测算和分析的步骤，简化了多相流的测量步骤，且在进行多组不同流型的测量时无需更换传感器管道，有利于使测量更加简单方便，同时通过空场满场标定以及数据测算和分析，并最终生成测量数据分布，能够有利于减小实验误差，获取更加精确的实验结果。

【技术实现步骤摘要】
电容层析成像静态实验平台及其使用方法
本专利技术属于电容层析成像
，更具体地说，是涉及一种电容层析成像静态实验平台及其使用方法。
技术介绍
多相流是指气态、液态、固态物质混合流动的流体。“相”指不同物态或同一物态的不同物理性质或力学状态。在能源、水利、化工、冶金等工业部门，以及气象、生物、航天等领域都有多相流动的问题。多相流常见于各种形态的两相流：(1)气-液两相流，如泄水建筑中的掺气水流等；(2)气-固两相流，如气流输送(喷吹)粉料、含尘埃的大气流动等；(3)液-固两相流，如天然河道中的含沙水流等。我们的生活以及工业生产中存在着大量的多相流运动，所以对多相流的研究具有重要的现实意义。多相流系统流型复杂多变，具有不可预测性，因此对多相流流型的测量尤为重要，基于流型的测量，可进一步测量其分相含率，再结合相关测速技术可实现分相流量测量。为了更好得研究多相流运动，需要检测流型、分相含率、流量以及流速等主要参数。为研究多相流参数测量方法，需建立多相流实验装置。实验装置要求结构简单，易于操作，并能较好地模拟典型流型。现有的多相流测量设备主要通过设置ECT传感器管道结合电容层析成像方法的方式对多相流进行测量。但是，现有的传感器管道只具有固定形状的管道体，只能进行“一对一”的进行模拟，即一种传感器管道对一种流型进行模拟，在多种典型流型模拟时不够简单方便，而且制造工艺复杂，造价昂贵，这在很大程度上限制了多相流测量技术研究工作。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电容层析成像静态实验平台及其使用方法，以解决现有技术中存在的多相流测量装置成本高且测量不方便的技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种电容层析成像静态实验平台，包括传感器管道，所述传感器管道包括管道体、底座和模拟区域模具；所述底座设置在所述管道体一端，所述模拟区域模具用于放置于所述管道体内，所述底座上设有用于与模拟区域模具卡接的卡槽。进一步地，前述的电容层析成像静态实验平台中，所述卡槽包括若干线形凹槽和若干圆形凹槽，所述模拟区域模具包括用于与所述线形凹槽卡接的柔性卡片和用于与所述圆形凹槽卡接的柱状体。进一步地，前述的电容层析成像静态实验平台中，所述管道体包括绝缘的管道支架、若干设置在所述管道支架内侧的测量电极、分别设置在相邻的所述测量电极之间的屏蔽电极、分别设置在所述测量电极两端的端部保护电极以及设置在所述管道支架外周的外屏蔽罩，所述屏蔽电极、所述端部保护电极和所述外屏蔽罩均接地。进一步地，前述的电容层析成像静态实验平台中，所述管道支架为圆筒状结构，所述测量电极呈环形阵列嵌入所述管道支架内侧壁。进一步地，前述的电容层析成像静态实验平台中，所述底座上设有用于与所述管道支架插接的凸台，所述卡槽设置在所述凸台上。进一步地，前述的电容层析成像静态实验平台中，所述凸台与所述底座可拆卸连接。进一步地，前述的电容层析成像静态实验平台中，所述测量电极上设有接线接头，所述管道支架下部设有引线槽。进一步地，前述的电容层析成像静态实验平台中，还包括的测算模块和数据显示模块，所述测量电极与所述测算模块通过屏蔽电缆连接，所述测算模块和数据显示模块通过数据线连接。进一步地，前述的电容层析成像静态实验平台的使用方法，包括以下步骤。B.空场、满场标定：在所述传感器管道中以空气为介质进行标定，得到空场数据，在所述传感器管道中填满高介电常数材料介质进行标定，得到满场数据；C.实验模式模拟：将模拟区域模具卡入卡槽内形成模拟区域，将高介电常数颗粒放入所述模拟区域；D.数据测算和分析：控制所述测算模块获取并分析所述测量电极上的信号，并将分析结果传输至所述数据显示模块，得到传感器管道内部的测量数据分布。进一步地，前述的电容层析成像静态实验平台的使用方法，步骤B之前还包括以下步骤。A.测算模式选择：根据所述传感器管道的内径和所述测量电极的个数，在所述测算模块中选择测算模式。本专利技术提供的电容层析成像静态实验平台及其使用方法的有益效果在于：与现有技术相比，本专利技术提供的电容层析成像静态实验平台通过设置模拟区域模具和带有与之对应的卡槽的底座，可以仅采用一个传感器管道，模拟出多种不同的多相流流型，使用中仅需要简单更换模拟区域模具即可，使用简单方便，而且能节省大量的传感器管道，能够有效降低实验成本；本专利技术提供的电容层析成像静态实验平台的使用方法通过空场满场标定、实验模式模拟以及数据测算和分析的步骤，简化了多相流的测量步骤，且在进行多组不同流型的测量时无需更换传感器管道，有利于使测量更加简单方便，同时通过空场满场标定以及数据测算和分析，并最终生成测量数据分布，能够有利于减小实验误差，获取更加精确的实验结果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一种实施例提供的电容层析成像静态实验平台的结构示意图；图2为本专利技术另一种实施例提供的电容层析成像静态实验平台的传感器管道的部分结构示意图；图3为本专利技术另一种实施例提供的电容层析成像静态实验平台的底座的立视结构示意图；图4为本专利技术另一种实施例提供的电容层析成像静态实验平台的底座的俯视结构示意图；图5为本专利技术另一种实施例提供的电容层析成像静态实验平台的底座的主视结构示意图；图6为本专利技术另一种实施例提供的电容层析成像静态实验平台的使用方法的流程示意图；图7为本专利技术另一种实施例提供的电容层析成像静态实验平台用于模拟核心流时的模拟状态示意图；图8为本专利技术另一种实施例提供的电容层析成像静态实验平台用于模拟泡状流时的模拟状态示意图；图9为本专利技术另一种实施例提供的电容层析成像静态实验平台用于模拟环流时的模拟状态示意图；图10为本专利技术另一种实施例提供的电容层析成像静态实验平台用于模拟层流时的模拟状态示意图。其中，图中各附图标记：10-管道体；11-管道支架；12-测量电极；13-屏蔽电极；14-端部保护电极；15-外屏蔽罩；16-接线接头；17-引线槽；20-底座；21-卡槽；22-线形凹槽；23-圆形凹槽；24-凸台；30-模拟区域模具；31-柔性卡片；32-柱状体；40-传感器管道；50-测算模块；60-数据显示模块；70-屏蔽电缆；A-步骤A；B-步骤B；C-步骤C；D-步骤D。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电容层析成像静态实验平台，其特征在于：包括传感器管道，所述传感器管道包括管道体、底座和模拟区域模具；所述底座设置在所述管道体一端，所述模拟区域模具用于放置于所述管道体内，所述底座上设有用于与模拟区域模具卡接的卡槽。

【技术特征摘要】
1.一种电容层析成像静态实验平台，其特征在于：包括传感器管道，所述传感器管道包括管道体、底座和模拟区域模具；所述底座设置在所述管道体一端，所述模拟区域模具用于放置于所述管道体内，所述底座上设有用于与模拟区域模具卡接的卡槽。2.如权利要求1所述的电容层析成像静态实验平台，其特征在于：所述卡槽包括若干线形凹槽和若干圆形凹槽，所述模拟区域模具包括用于与所述线形凹槽卡接的柔性卡片和用于与所述圆形凹槽卡接的柱状体。3.如权利要求1所述的电容层析成像静态实验平台，其特征在于：所述管道体包括绝缘的管道支架、若干设置在所述管道支架内侧的测量电极、分别设置在相邻的所述测量电极之间的屏蔽电极、分别设置在所述测量电极两端的端部保护电极以及设置在所述管道支架外周的外屏蔽罩，所述屏蔽电极、所述端部保护电极和所述外屏蔽罩均接地。4.如权利要求3所述的电容层析成像静态实验平台，其特征在于：所述管道支架为圆筒状结构，所述测量电极呈环形阵列嵌入所述管道支架内侧壁。5.如权利要求3所述的电容层析成像静态实验平台，其特征在于：所述底座上设有用于与所述管道支架插接的凸台，所述卡槽设置在所述凸台上。6.如权利要求5所述的电容层析成...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立峰，宋亚杰，周雷，蒋玉虎，顾浩，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：河北,13