[发明专利]基于静电和光电传感器的流化床混合颗粒检测装置及方法

权利要求书

1.一种基于静电和光电传感器的流化床混合颗粒检测装置，其特征在于，所 述基于静电和光电传感器的流化床混合颗粒检测装置由弧形静电传感器、光电激 励和检测阵列、光电信号激励模块、光电信号调理模块、静电信号调理模块、信 号特征提取模块和互相关计算模块组成；其中弧形静电传感器、光电激励和检测 阵列分别安装在流化床管道外壁上，弧形静电传感器通过静电信号调理模块与互 相关计算模块连接,以实现速度分布检测；光电激励和检测阵列与光电信号激励模 块和光电信号调理模块连接，光电信号调理模块和信号特征提取模块连接，以实 现浓度分布检测；并在弧形静电传感器和静电信号调理模块外部安装金属屏蔽罩 进行电磁屏蔽。

2.根据权利要求1所述的基于静电和光电传感器的流化床混合颗粒检测装 置，其特征在于，所述弧形静电传感器由多组金属电极构成，每组包含多个电极， 多个电极沿着轴向相隔一定距离相互平行地阵列式分布在流化床外表面；其中， 电极的轴向宽度应控制在2mm到10mm之间，相互平行的电极彼此间距应控制 在10mm到30mm之间。

3.根据权利要求2所述的基于静电和光电传感器的流化床混合颗粒检测装 置，其特征在于，所述弧形静电传感器中电极的数目和布置根据检测精度要求和 管道尺寸相应调整。

4.根据权利要求1所述的基于静电和光电传感器的流化床混合颗粒检测装 置，其特征在于，所述光电激励和检测阵列由一组排列在流化床四周的近红外发 光二极管和近红外探测二极管组成；近红外发光二极管和光电信号激励模块连 接，近红外探测二极管与光电信号调理模块和信号特征提取模块连接。

5.根据权利要求4所述的基于静电和光电传感器的流化床混合颗粒检测装 置，其特征在于，光电激励和检测阵列按照平行光路分布和、或扇形光路分布； 并且发光二极管和探测二极管的数目根据检测精度要求和管道尺寸相应调整。

6.根据权利要求4所述的基于静电和光电传感器的流化床混合颗粒检测装 置，其特征在于，光电信号激励模块生成发光二极管的激励信号，并对不同发光 二极管的激励顺序进行控制。

7.根据权利要求4所述的基于静电和光电传感器的流化床混合颗粒检测装 置，其特征在于，光电和静电信号调理模块将微弱的光电和静电信号进行转换、 滤波和放大，以便对信号进行采集和处理。

8.一种使用流化床混合颗粒检测装置的混合颗粒检测方法，其特征在于，当 带电的混合颗粒流经过弧形静电传感器的电极感应区域时，电极上感应出与混合 颗粒流动状态相关的感应电荷信号，经过与电极对应的静电信号调理模块转换、 滤波和放大，得到放大后的静电信号，根据混合颗粒中的不同颗粒在流化床流动 时静电信号频率特性的差异，通过信号分解，对上下游不同成分的静电信号进行 互相关计算，得出流化床中混合颗粒的流速分布；对于浓度分布的测量，根据 Bear-Lambert定律，光线通过测量区域时的衰减特性与颗粒浓度和颗粒的物性相 关；检测时，通过信号特征提取模块对不同发光二极管发出光线通过测量区域后 的衰减情况进行分析，得出流化床中混合颗粒的浓度分布情况。