[发明专利]一种测量物料沉积的检测终端及检测方法

说明书

本发明为一种测量物料沉积的检测终端及检测方法，所述检测终端包括电容天线、绝缘片及电容测量单元；所述电容天线输出的信号源入射功率与反射功率之比S₁₁和管内沉积层厚度成正相关；所述绝缘片紧贴在双套管底部，绝缘片上固定电容天线，电容天线的接地端直接固定在管道底部，管道底部接地；电容天线的馈电端通过导线引出管壁连接电容测量单元内的芯片引脚，电容测量单元再通过SPI接口连接外部数据采集监测部分。该检测终端基于电容效应，并能检测出双套管单位面积上的沉积量，适用于长距离、大出力的管道。

技术领域

本发明涉及物料沉积检测技术领域，具体涉及一种测量物料沉积的检测终端及检测方法。

背景技术

气力输送已然在电力、食品、采矿、冶金、化工及制药等工业领域广泛应用，特别是在火力发电厂内，应用双套管输送颗粒状物料时，可实现对物料的大出力，长距离输送。然而在输送过程中无法实时监测管道内物料沉积的状况，当物料沉积过于严重时，无法及时处理，严重时将导致系统完全瘫痪，危害设备安全。为保障输送设施的安全运行，方便有效的物料检测终端势在必然。

目前，市场上很少有监控气力输送中管道内物料沉积的结构，对于物料沉积量的检测大都采用人工手动检测的方法，也有远距离无线检测，如中国专利(专利号为201210277057.7) 提出了一种微尘沉积量的远程监控系统及检测方法，基于光电效应，在积尘槽的底部安装菲涅尔透镜，根据积尘对光强变化的影响转换成积尘重量。但其检测终端过于复杂，占用空间较大，基于光电效应只能监测少量的沉积量，无法应用于大出力，长距离输送的双套管结构。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种测量物料沉积的检测终端及检测方法。基于电容效应设计出检测终端，并能检测出双套管单位面积上的沉积量。

为解决背景技术中所存在的问题，本发明采用以下的技术方案是：提供一种测量物料沉积的检测终端，所述检测终端包括电容天线、绝缘片及电容测量单元；所述电容天线输出的信号源入射功率与反射功率之比S₁₁和管内沉积层厚度成正相关；所述绝缘片紧贴在双套管底部，绝缘片上固定电容天线，电容天线的接地端直接固定在管道底部，管道底部接地；电容天线的馈电端通过导线引出管壁连接电容测量单元内的芯片引脚，电容测量单元再通过SPI 接口连接外部数据采集监测部分。

一种测量物料沉积的检测方法，其包括以下步骤：

1)选定电容天线使S₁₁和管内沉积层厚度成正相关，当物料沉积在电容天线的表面上时，通过电容测量单元监测电容天线的充放电时间，获得相应电容的变化值；

2)使用AMS传感器公司制造的PCAP02芯片及其外围电路作为电容测量单元，电容天线的馈电端通过导线连接在PCAP02芯片的输入引脚上；通过电容测量单元实时获取沉积位置的沉积参数并记录当前沉积位置的编号，包括沉积位置当前的电容值，并根据电容与沉积质量的关系获得当前沉积质量，最后根据沉积质量与密度和体积的关系核算出当前管道内沉积层的厚度；

3)外部数据采集监测部分获取电容测量单元的数据信息，并对该数据信息进行进一步的处理，应用于现场环境，实现对管道内物料沉积的实时在线监测管理。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明基于电容效应设计出检测终端，当物料沉积在电容天线的表面上时，由于电容的增大(天线的介电常数增大，电容也应增大)，输出的信号源入射功率与反射功率之比S₁₁也随之改变，并与沉积层厚度成正相关变化，进而计算出物料的沉积量。监测数据更为精准，相较于原有基于光电效应设计出检测终端，监测沉积量的范围更大。