[发明专利]一种基于半圆柱壳电容器的厚度检测装置及方法

说明书

本发明提供一种基于半圆柱壳电容器的厚度检测装置及方法，包括半圆柱壳电容器、底座、传感器和控制器；半圆柱壳电容器包括外极板和内极板；外极板和内极板从上至下均依次包括上部补偿极板、中部工作极板和下部补偿极板；底座包括嵌套的外圆环和内圆环，内圆环的上部与内极板的下部补偿极板连接，内圆环与驱动装置连接，外圆环的上部与外极板的下部补偿极板连接；控制器分别与上部补偿极板、中部工作极板、下部补偿极板、传感器和驱动装置连接。本发明能够适应多变的工业烟囱的环境，采用上、下极板的双补偿处理的方法，可以准确、快速、有效的检测灰尘沉积的厚度，并适用于颗粒物和液体厚度的检测。

技术领域

本发明属于物质厚度检测领域，尤其是涉及一种基于半圆柱壳电容器的厚度检测装置及方法。

背景技术

工业除尘适用于各个火电站，化工厂等需要静电除尘的大烟囱工厂，静电除尘装置配上灰尘厚度检测，能够更加准确、有效、灵活的调整除尘频率，增加静电除尘器寿命，节省资源，同时避免了二次扬尘造成环境污染。

利用电容检测灰尘厚度或者液体高度，是一种常用的方法。如发明专利CN109186713A公开了一种电容传感器和液体高度检测系统,该系统包括电容传感器、传感器检测电路、单片机、电源电路、显示电路。该发明虽然可以及时地发现液位异常情况,操作简单,但是无法适用于工业烟囱中灰尘的厚度检测。由于灰尘自带静电，本发明无法清除自身极板上灰尘，并且在工业烟囱复杂环境中电容极板之间介电常数时刻发生改变，无法保证灰尘厚度检测准确性。

此外，为了检测灰尘厚度，人们提出了多种新检测方式。如发明专利CN104142303A公开了一种基于太阳光反射程度的灰尘感应器,包括：用于发出单色光照射太阳能电池板灰尘区域的发光单元；用于接收太阳能电池板灰尘区域所反射的光,且阻值随接收的光的强弱相应改变的光敏电阻，这个发明虽然可以检测灰尘厚度，但是却无法实现在工业烟囱的灰暗条件下的灰尘厚度检测。又如发明专利CN103115893A基于太赫兹核聚变与光学诊断,提供一种检测灰尘沉积层成分及厚度的装置,包括：太赫兹波发射装置、太赫兹波探测装置、激光测距探头、测温探头、太赫兹时域-频域转换模块、数据库模块、结果输出模块。本发明利用反射太赫兹时域谱技术结合计算机数据库,能够在线、同步且无接触无损伤的检测灰尘沉积层成分及厚度。但是其成本过高，操作复杂，不适合于一般化工厂、火电站等场合。

另外，对国内的火电站以及化工厂的静电除尘装置分析发现，绝大多数除尘器内部并没有对灰尘厚度进行检测，而是凭经验对灰尘振打器的振打频率进行设定。由于固定振打频率不能适应各种条件，经常造成二次扬尘或者振打得不够充分，缩短了机器的寿命，增加了产业成本。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种基于半圆柱壳电容器的厚度检测装置及方法，通过上下补偿极板的应用，能够使装置适应不同的工作环境，并获得准确的待测物厚度，在检测灰尘厚度时通过电极自清洁功能，清除极板上被吸附灰尘，提高厚度检测准确性，且不影响后续的检测工作。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于半圆柱壳电容器的厚度检测装置，包括半圆柱壳电容器、底座、传感器和控制器；

所述半圆柱壳电容器包括外极板和内极板；所述外极板和内极板均为半圆柱壳体，所述外极板和内极板从上至下均依次包括上部补偿极板、中部工作极板和下部补偿极板，所述上部补偿极板、中部工作极板和下部补偿极板之间分别通过绝缘层连接；

所述底座包括嵌套的外圆环和内圆环，所述内圆环的上部通过绝缘支架与内极板的下部补偿极板连接，内圆环与驱动装置连接，驱动装置驱动内圆环带动内极板旋转；所述外圆环的上部通过绝缘支架与外极板的下部补偿极板连接；所述外极板的内壁和内极板的外壁间隙配合；

所述传感器用于检测外极板和内极板之间旋转的角度；

所述控制器分别与上部补偿极板、中部工作极板、下部补偿极板、传感器和驱动装置连接。

上述方案中，还包括挡灰杆；