本发明专利技术涉及一种高温下直接接触换热器管内电容层析成像传感器以及实时动态监测系统，属于电容层析成像技术领域。本高温下直接接触换热器管内电容层析成像传感器包括耐高温阵列分布测量电极、轴端屏蔽电极、耐高温绝缘层、高温段信号传输线和常温段信号传输线，两个轴端的轴端屏蔽电极内部安装耐高温阵列分布测量电极，耐高温阵列分布测量电极内部覆盖设有耐高温绝缘层，耐高温阵列分布测量电极依次连接高温段信号传输线、常温段信号传输线。本发明专利技术电容层析成像传感器能在常温至200℃高温下均可正常使用，本实时动态监测系统也能在能在常温至200℃高温下均可正常实时动态监测，将ECT技术应用到实际换热生产过程中的高温高压环境。
【技术实现步骤摘要】
一种高温下直接接触换热器管内电容层析成像传感器以及实时动态监测系统
本专利技术涉及一种高温下直接接触换热器管内电容层析成像传感器以及实时动态监测系统，属于电容层析成像
技术介绍
电容层析成像（ECT）是20世纪80年代后期在医学CT技术基础上形成和发展起来的，它主要以两相流为研究对象，是一种过程参数实时在线检测技术。ECT技术以飞侵入的方式，由被测管道或者安装的传感器阵列获得反映被测区域内介电常数分布，经过计算处理后，给出截面或空间状况分布的二维或三维可视化信息。目前ECT主要应用于固体相浓度测量、流型识别测量和相关速度测量等，并且ECT实验也大都在常温、常压的冷模态装置中进行，进行热态研究的比较少。设计高温ECT传感器，有几个困难需要克服：首先是传感器所贴附容器必须是耐高温的绝缘体；所选的电极材料必须具有良好的耐高温高压特性和导电性；其次是解决电极的粘贴问题，传统的ECT传感器采用的是紫铜箔胶带，可以直接使用，不要考虑粘合剂的问题。但高温环境必须选择合适的高温胶。此外，市场上现有的双屏蔽信号传输电缆线不能耐受高温，所以有必要选择合适的材料来专门定制高温双屏蔽信号传输线，并采用合理的技术将其与连接ECT信号采集系统的常温段信号传输线相连接；同时，采用耐高温的锡焊进行连接。目前，关于电容层析成像技术的研究主要集中在图像重建算法的优化和信号采集设备的改进，对传感器的研究的很少，国内华北电力大学申请的CN103604843A提出了一种适用于液下环境的电容层析成像传感器，但也仅仅局限在冷态环境。中国科学院工程热物理研究生申请的CN104655692A提出了一种电容层析成像传感器可应用于高炉。目前关于高温高压ECT传感器的相关专利较少，而本领域对于可以在1.5MPa，200℃高温高压环境使用的ECT传感器存在需要。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题及不足，本专利技术提供一种高温下直接接触换热器管内电容层析成像传感器以及实时动态监测系统。本专利技术电容层析成像传感器能在常温至200℃高温下均可正常使用，本实时动态监测系统也能在能在常温至200℃高温下均可正常实时动态监测，将ECT技术应用到实际换热生产过程中的高温高压环境。本专利技术通过以下技术方案实现。一种高温下直接接触换热器管内电容层析成像传感器，电容层析成像传感器8包括耐高温阵列分布测量电极1、轴端屏蔽电极2、耐高温绝缘层3、高温段信号传输线4和常温段信号传输线5，两个轴端的轴端屏蔽电极2内部安装耐高温阵列分布测量电极1，耐高温阵列分布测量电极1内部覆盖设有耐高温绝缘层3，所述耐高温阵列分布测量电极1包括N个测量电极，其中N的取值为8至16范围内的任意整数，N个测量电极测量端依次连接高温段信号传输线4、常温段信号传输线5；N个测量电极和轴端屏蔽电极2均采用黄铜片制成，N个测量电极均表面喷涂机油；耐高温绝缘层3采用聚四氟乙烯（聚四氟乙烯耐1.5MPa、200℃高温高压，耐腐蚀、无毒害、抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，并且几乎不溶于所有的溶剂）制成；所述高温段信号传输线4和常温段信号传输线5均为包括缆芯、绝缘层和屏蔽丝网的双屏蔽电缆线，高温段信号传输线4是由常温段信号传输线5外层包裹一层聚四氟乙烯管套制成，N个测量电极的测量端与高温段信号传输线4内部的缆芯连接，高温段信号传输线4内部的缆芯与常温段信号传输线5缆芯连接；两个轴端的轴端屏蔽电极2任一端与高温段信号传输线4屏蔽丝网接触连接。所述N个测量电极和轴端屏蔽电极2厚度均为0.01~0.1mm。所述N个测量电极测量端长度为2.5~10cm，轴端屏蔽电极2距离N个测量电极测量端5~10mm。一种高温下直接接触换热器管内电容层析成像实时动态监测系统，包括电容层析成像系统的数据采集设备6、计算机成像显示设备7和电容层析成像传感器8，电容层析成像传感器8通过有机硅胶贴在直接接触换热器9内部，电容层析成像传感器8中的常温段信号传输线5缆芯连接电容层析成像系统的数据采集设备6，电容层析成像系统的数据采集设备6中的数据传递给计算机成像显示设备7；电容层析成像传感器8中高温段信号传输线4屏蔽丝网依次连接常温段信号传输线5屏蔽丝网、电容层析成像系统的数据采集设备6地线。上述耐高温阵列分布测量电极1中N个测量电极作为一个整体通过腐蚀镂空工艺制作而成。上述电容层析成像系统的数据采集设备6、计算机成像显示设备7为现有技术中能实现对电容层析成像系统的数据进行采集以及能对采集到的数据能成像的任意设备。其它未提及内部结构或材料的部件均为现有部件，本领域技术人员通过公知常识就能获得。该高温下直接接触换热器管内电容层析成像实时动态监测系统的工作原理为：本耐高温阵列分布测量电极1在常温至200℃高温下实时动态监测得到的电容数据，依次通过高温段信号传输线4、常温段信号传输线5将数据传递给电容层析成像系统的数据采集设备6进行采集，在通过电容层析成像系统的数据采集设备6数据采集卡将测量得到的电容数据传送到计算机成像显示设备7中通过相应的算法完成图像重建。本专利技术的有益效果是：本专利技术电容层析成像传感器能在常温至200℃高温下均可正常使用，本实时动态监测系统也能在能在常温至200℃高温下均可正常实时动态监测，将ECT技术应用到实际换热生产过程中的高温高压环境。附图说明图1是本专利技术电容层析成像传感器三维结构示意图；图2是本专利技术电容层析成像传感器纵切面剖视图；图3是本专利技术电容层析成像传感器横切面剖视图；图4是本专利技术实时动态监测系统结构图。图中：1-耐高温阵列分布测量电极，2-轴端屏蔽电极，3-耐高温绝缘层，4-高温段信号传输线，5-常温段信号传输线，6-电容层析成像系统的数据采集设备，7-计算机成像显示设备，8-电容层析成像传感器，9-直接接触换热器。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式，对本专利技术作进一步说明。实施例1如图1至3所示，该高温下直接接触换热器管内电容层析成像传感器，电容层析成像传感器8包括耐高温阵列分布测量电极1、轴端屏蔽电极2、耐高温绝缘层3、高温段信号传输线4和常温段信号传输线5，两个轴端的轴端屏蔽电极2内部安装耐高温阵列分布测量电极1，耐高温阵列分布测量电极1内部覆盖设有耐高温绝缘层3，所述耐高温阵列分布测量电极1包括8个测量电极，8个测量电极测量端依次连接高温段信号传输线4、常温段信号传输线5；8个测量电极和轴端屏蔽电极2均采用黄铜片制成，8个测量电极均表面喷涂机油；耐高温绝缘层3采用聚四氟乙烯（聚四氟乙烯耐1.5MPa、200℃高温高压，耐腐蚀、无毒害、抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，并且几乎不溶于所有的溶剂）制成；所述高温段信号传输线4和常温段信号传输线5均为包括缆芯、绝缘层和屏蔽丝网的双屏蔽电缆线，高温段信号传输线4是由常温段信号传输线5外层包裹一层聚四氟乙烯管套制成，8个测量电极的测量端与高温段信号传输线4内部的缆芯连接，高温段信号传输线4内部的缆芯与常温段信号传输线5缆芯连接；两个轴端的轴端屏蔽电极2任一端与高温段信号传输线4屏蔽丝网接触连接。其中8个测量电极和轴端屏蔽电极2厚度均为0.01mm；8个测量电极测量端长度为2.5cm，轴端屏蔽电极2距离8个测量电极测量端5mm；8个测量电极长度为70mm，相邻电极间隔为本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高温下直接接触换热器管内电容层析成像传感器，其特征在于：电容层析成像传感器（8）包括耐高温阵列分布测量电极（1）、轴端屏蔽电极（2）、耐高温绝缘层（3）、高温段信号传输线（4）和常温段信号传输线（5），两个轴端的轴端屏蔽电极（2）内部安装耐高温阵列分布测量电极（1），耐高温阵列分布测量电极（1）内部覆盖设有耐高温绝缘层（3），所述耐高温阵列分布测量电极（1）包括N个测量电极，其中N的取值为8至16范围内的任意整数，N个测量电极测量端依次连接高温段信号传输线（4）、常温段信号传输线（5）；N个测量电极和轴端屏蔽电极（2）均采用黄铜片制成，N个测量电极均表面喷涂机油；耐高温绝缘层（3）采用聚四氟乙烯制成；所述高温段信号传输线（4）和常温段信号传输线（5）均为包括缆芯、绝缘层和屏蔽丝网的双屏蔽电缆线，高温段信号传输线（4）是由常温段信号传输线（5）外层包裹一层聚四氟乙烯管套制成，N个测量电极的测量端与高温段信号传输线（4）内部的缆芯连接，高温段信号传输线（4）内部的缆芯与常温段信号传输线（5）缆芯连接；两个轴端的轴端屏蔽电极（2）任一端与高温段信号传输线（4）屏蔽丝网接触连接。
【技术特征摘要】
1.一种高温下直接接触换热器管内电容层析成像传感器，其特征在于：电容层析成像传感器（8）包括耐高温阵列分布测量电极（1）、轴端屏蔽电极（2）、耐高温绝缘层（3）、高温段信号传输线（4）和常温段信号传输线（5），两个轴端的轴端屏蔽电极（2）内部安装耐高温阵列分布测量电极（1），耐高温阵列分布测量电极（1）内部覆盖设有耐高温绝缘层（3），所述耐高温阵列分布测量电极（1）包括N个测量电极，其中N的取值为8至16范围内的任意整数，N个测量电极测量端依次连接高温段信号传输线（4）、常温段信号传输线（5）；N个测量电极和轴端屏蔽电极（2）均采用黄铜片制成，N个测量电极均表面喷涂机油；耐高温绝缘层（3）采用聚四氟乙烯制成；所述高温段信号传输线（4）和常温段信号传输线（5）均为包括缆芯、绝缘层和屏蔽丝网的双屏蔽电缆线，高温段信号传输线（4）是由常温段信号传输线（5）外层包裹一层聚四氟乙烯管套制成，N个测量电极的测量端与高温段信号传输线（4）内部的缆芯连接，高温段信号传输线（4）内部的缆芯与常温段信号传输线（5）缆芯连接；两个轴端的轴端屏蔽电极（2）任...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐建新，郭雅欣，肖清泰，王华，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53
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