仪器仪表学报

作者：高鹤明，周弘林，宋晓文，闵莹星，赵 恒

单位：高鹤明,1.西安理工大学机械与精密仪器工程学院,,周弘林,1.西安理工大学机械与精密仪器工程学院,,宋晓文,1.西安理工大学机械与精密仪器工程学院,,闵莹星,1.西安理工大学机械与精密仪器工程学院,,赵 恒,1.西安理工大学机械与精密仪器工程学院,

关键词：三角电极电容式传感器;有限元分析;灵敏场分布特性;空间滤波测速

基金：国家自然科学基金(51775429)项目资助

针对金属材料在静电场中呈现出的特殊性,设计了一种用于检测管道中金属颗粒速度的电容式传感器。首先,基于多电极理论建立了电容传感器测量金属物质的数学模型,在此基础上,使用COMSOLMultiphysics有限元分析工具建立了传感器三维仿真模型,并对其空间灵敏度分布特性进行了分析。然后,基于该传感器的空间滤波效应对金属颗粒速度测量原理进行了理论分析,建立了传感器输出信号功率谱截止频率和金属颗粒速度之间的关系式。最后,开发了基于三角电极电容传感器和电容数字转换芯片Pcap01的金属颗粒速度测量系统,并在重力输送装置进行了验证及分析。实验结果表明,该测量方法具有良好的可行性,在2.44~5.34m/s的速度范围内,测量速度的重复性误差小于4%。

来源：2021年第1期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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