本发明专利技术公开了一种移动式电容层析成像传感器及成像装置，属于传感器应用技术领域，能够解决现有技术中无法实现循环流化床多个床层内部流化状态的同时在线可视测量的问题。所述传感器包括：N个传感器滑块、带刻度的标尺金属杆、固定件；每个传感器滑块的内壁均与循环流化床的床体外壁贴合，每个传感器滑块可沿床体外壁上下移动；N个传感器滑块利用标尺金属杆串联在一起，每个传感器滑块可根据测量需要通过固定件固定在标尺金属杆的不同刻度位置；传感器滑块为电容层析成像传感器，传感器滑块用于监测循环流化床的床层内部流化状态和截面介质的介电常数变化情况。本发明专利技术用于成像传感器。感器。感器。
【技术实现步骤摘要】
一种移动式电容层析成像传感器及成像装置
[0001]本专利技术涉及一种移动式电容层析成像传感器及成像装置，属于传感器应用
技术介绍
[0002]循环流化床反应器在工业中具有十分广阔的应用领域和前景。循环流化床反应器通过精密的循环控制系统，使催化反应和催化剂快速再生分别在不同系统进行，并通过循环耦合，形成一个再生循环系统，来实现生产和催化剂再生的一体化，维持流化床内催化剂量稳定，这样不但解决了催化剂失活问题，而且生产能力大、生产效率高，实现了生产过程连续化。
[0003]循环流化床结构较为复杂，不同床层的颗粒分布状态影响着催化反应结果；各个床层的颗粒运动有着密切的关联，因此，密闭空间流动过程的多床层在线实时可视成像对循环流化床流化运行状态控制具有重要意义。
[0004]ECT是指电容层析成像技术，是利用电容与测量介质介电常数之间的函数关系，通过测量出的多对电容值重构出被测量介质介电常数分布的一种测量技术，用于流化床的测量中则可以得到测量区域固相浓度分布，具有成像速度快，无辐射，成本低廉等特点。
[0005]设计可用于循环流化床多床层测量的移动式电容层析成像传感器，有几个关键问题需要解决：
[0006]第一是将传感器设计模块化，使其可移动，电容信号的精确测量需要解决，首先要解决电极的设计。
[0007]第二是传感器模块与循环流化床床体分离，电极在循环流化床体外侧移动，电极与床体的缝隙大小影响测试结果，传感器配件需精准加工。
[0008]第三是多个传感器组件任意组合，一器多用，要求尺寸严格吻合，需精准定位。
[0009]第四是制作工艺问题，作为循环流化床多床层测量的移动式电容层析成像传感器含有多个传感器模块，信号线众多，排布极其困难，要获得高质量的信号，在制作上必须精益求精，要求高度一致性。
[0010]第五是多层面采集参数的处理与分析，以及关联性与规律的探讨。
[0011]迄今为止，可用于循环流化床多床层测量的移动式电容层析成像传感器技术未见有相关报道。现有技术中的基于电容层析成像传感器的移动式成像装置仅限于固体物体的断层扫描测试，并未用于流化床的气固两相流态化检测，也未实现流化床多床层同时检测，更未应用于化工和催化反应中。
技术实现思路
[0012]本专利技术提供了一种移动式电容层析成像传感器及成像装置，能够解决现有技术中无法实现循环流化床多个床层内部流化状态的同时在线可视测量的问题。
[0013]一方面，本专利技术提供了一种移动式电容层析成像传感器，包括：N个传感器滑块、带
刻度的标尺金属杆、固定件；每个所述传感器滑块的内壁均与循环流化床的床体外壁贴合，每个所述传感器滑块可沿所述床体外壁上下移动；N个所述传感器滑块利用所述标尺金属杆串联在一起，每个所述传感器滑块可根据测量需要通过所述固定件固定在所述标尺金属杆的不同刻度位置；所述传感器滑块为电容层析成像传感器，所述传感器滑块用于监测循环流化床的床层内部流化状态和截面介质的介电常数变化情况；其中N大于或等于2。
[0014]可选的，所述传感器滑块为单层电极滑块或多层电极滑块；所述单层电极滑块为多个测量电极单层排列的滑块；所述多层电极滑块为多个测量电极多层排列的滑块；所述多层电极滑块的测量间距小于所述单层电极滑块的测量间距。
[0015]可选的，每个所述传感器滑块均包括阵列测量电极、电极支撑管、上支撑法兰、下支撑法兰、轴端屏蔽电极、信号传输线和外屏蔽罩；所述阵列测量电极均匀设置于所述电极支撑管的内壁上，每个测量电极具有在所述电极支撑管的轴向方向上伸出所述电极支撑管的伸出端，所述伸出端包括粘接区域和焊接区域，所述粘接区域贴合在所述电极支撑管的端面上，所述焊接区域位于所述电极支撑管的端面的外侧，用于与所述信号传输线焊接；所述上支撑法兰和所述下支撑法兰分别设置在所述电极支撑管的两端；所述上支撑法兰和所述下支撑法兰均由法兰管和法兰盘两部分组成，所述法兰管内径与循环流化床管径相适应，所述法兰管外径与所述电极支撑管外径相等；所述轴端屏蔽电极为环状，套设在所述法兰管的外壁中部，并保持与所述测量电极绝缘；所述法兰盘上设置有串联孔，所述标尺金属杆穿过所述串联孔，以将N个所述传感器滑块串联在一起；所述法兰盘还设置有横向螺纹孔，所述横向螺纹孔用于固定所述传感器滑块；所述阵列测量电极和所述轴端屏蔽电极的轴向外侧设置有外屏蔽罩，所述外屏蔽罩覆盖整个所述阵列测量电极和所述轴端屏蔽电极，并与所述阵列测量电极保持绝缘。
[0016]可选的，所述轴端屏蔽电极与所述测量电极的材料相同。
[0017]可选的，当所述传感器滑块为多层电极滑块时，所述传感器滑块还包括设置在相邻所述测量电极之间的层间屏蔽电极，以及用于支撑所述层间屏蔽电极的支撑环；所述支撑环为绝缘材料，其内径与所述法兰管内径相等，其外径与所述法兰管外径相等；所述层间屏蔽电极为环状，套设在所述支撑环外壁上。
[0018]可选的，所述层间屏蔽电极的高度小于所述支撑环的高度，并位于所述支撑环高度中心区域；所述层间屏蔽电极保持与所述测量电极绝缘。
[0019]可选的，所述电极支撑管、所述上支撑法兰、所述下支撑法兰、所述支撑环均为绝缘材料；所述阵列测量电极、所述轴端屏蔽电极、所述层间屏蔽电极与所述外屏蔽罩选用具有导电性能的金属材料。
[0020]可选的，所述阵列测量电极每层中设置有M个尺寸相同的片状测量电极，其中M的取值为8～16的整数；所述测量电极的有效长度与所述电极支撑管等长。
[0021]可选的，所述测量电极的长度大于所述电极支撑管的高度与所述电极支撑管的管壁厚度的2倍之和。
[0022]可选的，所述电极支撑管内径与所述测量电极厚度的2倍之差与循环流化床管径尺寸相适应。
[0023]可选的，所述测量电极与所述电极支撑管形成的组件与所述法兰管的端部用粘合剂同轴粘合；多个所述法兰盘上的串联孔同轴；所述支撑环与所述法兰管同轴。
[0024]可选的，所述粘合剂选用绝缘粘合剂。
[0025]可选的，所述信号传输线为由缆芯、绝缘层和屏蔽丝网组成的双屏蔽线；所述外屏蔽罩、所述轴端屏蔽电极、所述层间屏蔽电极均与所述屏蔽丝网连接；所述屏蔽丝网用于与外部接地线连接；所述测量电极伸出端的焊接区域与所述缆芯焊接，所述缆芯用于输出所述测量电极检测的信号。
[0026]另一方面，本专利技术提供了一种成像装置，所述成像装置包括：信号采集模块、成像显示模块、高温微型反应器以及上述任一种所述的移动式电容层析成像传感器；所述移动式电容层析成像传感器套设在所述高温微型反应器的流化室外壁上、且与所述流化室外壁贴合，用于获取电容数据；所述信号采集模块与所述移动式电容层析成像传感器电连接，用于获取所述移动式电容层析成像传感器采集的电容层析成像信号；所述成像显示模块与所述信号采集模块电连接，用于对所述信号采集模块采集的电容层析成像信号进行图像重建。
[0027]本专利技术能产生的有益效果包括：
[0028](1)本专利技术提本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种移动式电容层析成像传感器，其特征在于，包括：N个传感器滑块、带刻度的标尺金属杆、固定件；每个所述传感器滑块的内壁均与循环流化床的床体外壁贴合，每个所述传感器滑块可沿所述床体外壁上下移动；N个所述传感器滑块利用所述标尺金属杆串联在一起，每个所述传感器滑块可根据测量需要通过所述固定件固定在所述标尺金属杆的不同刻度位置；所述传感器滑块为电容层析成像传感器，所述传感器滑块用于监测循环流化床的床层内部流化状态和截面介质的介电常数变化情况；其中N大于或等于2。2.根据权利要求1所述的移动式电容层析成像传感器，其特征在于，所述传感器滑块为单层电极滑块或多层电极滑块；所述单层电极滑块为多个测量电极单层排列的滑块；所述多层电极滑块为多个测量电极多层排列的滑块；所述多层电极滑块的测量间距小于所述单层电极滑块的测量间距。3.根据权利要求2所述的移动式电容层析成像传感器，其特征在于，每个所述传感器滑块均包括阵列测量电极、电极支撑管、上支撑法兰、下支撑法兰、轴端屏蔽电极、信号传输线和外屏蔽罩；所述阵列测量电极均匀设置于所述电极支撑管的内壁上，每个测量电极具有在所述电极支撑管的轴向方向上伸出所述电极支撑管的伸出端，所述伸出端包括粘接区域和焊接区域，所述粘接区域贴合在所述电极支撑管的端面上，所述焊接区域位于所述电极支撑管的端面的外侧，用于与所述信号传输线焊接；所述上支撑法兰和所述下支撑法兰分别设置在所述电极支撑管的两端；所述上支撑法兰和所述下支撑法兰均由法兰管和法兰盘两部分组成，所述法兰管内径与循环流化床管径相适应，所述法兰管外径与所述电极支撑管外径相等；所述轴端屏蔽电极为环状，套设在所述法兰管的外壁中部，并保持与所述测量电极绝缘；所述法兰盘上设置有串联孔，所述标尺金属杆穿过所述串联孔，以将N个所述传感器滑块串联在一起；所述法兰盘还设置有横向螺纹孔，所述横向螺纹孔用于固定所述传感器滑块；所述阵列测量电极和所述轴端屏蔽电极的轴向外侧设置有外屏蔽罩，所述外屏蔽罩覆盖整个所述阵列测量电极和所述轴端屏蔽电极，并与所述阵列测量电极保持绝缘；优选的，所述轴端屏蔽电极与所述测量电极的材料相同。4.根据权利要求3所述的移动式电容层析成像传感器，其特征在于，当所述传感器滑块为多层电极滑块时，所述传感器滑块还包括设置在相邻所述测量电极之间的层间屏蔽电极，以及用于支撑...
【专利技术属性】
技术研发人员：王静，叶茂，孟霜鹤，黄凯，刘中民，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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