CN205049507U - 三维ect与ert双模态复合传感器装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型为一种三维ECT与ERT双模态复合传感器装置，包括若干个由ECT电极与ERT电极可拆卸地复合于一体的复合电极，所述复合电极的ECT电极固设于待测容器的外壁上，ERT电极相应地固设于待测容器的内壁上，所述复合电极沿待测容器的内外壁等间距地绕待测容器一周设置，形成复合电极层，且沿待测容器的高度方向等间距地设有至少两层复合电极层。本实用新型结构简单，ERT电极与ECT电极融合在一起后可适应更多的多相流型，能够拓宽测量范围、增加有用的测量数据。本实用新型适用于各种应用电学成像测量领域。
Description
技术领域
本实用新型属于传感器领域，具体地说是一种三维ECT与ERT双模态复合传感器装置。
背景技术
电学层析成像（ET）是一种新兴的过程成像技术，其以无辐射、非侵入、响应速度快、成本低廉，以及实时可视等特点在工业过程参数检测领域具有良好的应用前景。它包括电阻层析成像（ERT）、电容层析成像（ECT）、电磁层析成像（EMT）三种工作模态，因此其研究对象涵盖了电导率、电容率、磁导率等主要电磁参数，而ERT和ECT技术又是ET技术中两种最为成熟的技术，其中ERT是基于不同媒质具有不同电导率，通过判断处于敏感场中物体电导率分布来获得多相媒质的分布状况；ECT则是通过测量物体表面周围电极之间的电容值来计算物体内部介电常数的空间分布，即ERT以导电介质为连续相的流体为测量对象，ECT以非导电介质为连续相的流体为测量对象，由于ERT技术与ECT技术的测量对象完全相反，因此在工业上，ERT技术与ECT技术的应用范围也是泾渭分明的：例如，现有的多模态系统是将二者的电极阵列安装在不同截面，敏感场相互独立，测量方法也很简单。但是，测量数据不能反映被测流体在同一时刻、同一位置的分布信息，具有很大的局限性，无法发挥ERT、ECT互补的优势。由于ERT与ECT技术在数学模型、检测机理乃至逆问题求解上都存在很多共通之处，使得ERT与ECT技术的融合成为可能。因此，如何组合ERT与ECT技术，融合其测量数据，以达到拓宽测量范围的目的，具有十分重要的意义。
实用新型内容
为了解决上述的问题，本实用新型提供了一种三维ECT与ERT双模态复合传感器装置，能够将ECT电极与ERT电极的作用配合起来，可获得同一时间、同一位置的信息，真正实现双模态。
为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：
一种三维ECT与ERT双模态复合传感器装置，包括若干个由ECT电极与ERT电极可拆卸地复合于一体的复合电极，所述复合电极的ECT电极固设于待测容器的外壁上，ERT电极相应地固设于待测容器的内壁上，所述复合电极沿待测容器的内外壁等间距地绕待测容器一周设置，形成复合电极层，且沿待测容器的高度方向等间距地设有至少两层复合电极层。
作为对本实用新型的限定：所述复合电极层共设置有四层，相隔一层的两层复合电极层之间的上下两个相应复合电极之间的连线与待测容器的轴线平行。
作为对本实用新型的进一步限定：所述每层复合电极层等间隔地设有16个复合电极，且相邻两层复合电极层的上下两个相应复合电极之间水平偏移11.25°。
作为本实用新型的另一种限定：所述待测容器外围设有用于将所述三维ECT与ERT双模态复合传感器装置与外界环境屏蔽的屏蔽层；所述位于同一层的相邻两个复合电极的ECT电极之间设有径向电极，所述径向电极一端自待测容器的外壁向外延伸至屏蔽层。
由于采用了以上技术方案，本实用新型可以达到如下的技术效果：
（1）本实用新型采用复合电极，将两套电极同时安装于容器的同一截面，可获得同一时间、同一位置的信息，使得双模态真正成为现实；
（2）本实用新型采用四层的三维立体电极阵列，测量数据更为准确，成像效果更全面，能更好地体现电学层析技术的优势和更多的实际应用价值；
（3）本实用新型相邻两层之间的复合电极采用错位结构设置，这种结构能最大限度地扩大采样空间范围。
综上所述，本实用新型结构简单，ERT电极与ECT电极融合在一起后可适应更多的多相流型，能够拓宽测量范围、增加有用的测量数据。
本实用新型适用于各种应用电学成像测量领域。
附图说明
图1是本实用新型实施例的结构示意图；
图2是本实用新型实施例只显示一层复合电极层时的俯视图；
图3是本实用新型实施例复合电极1与径向电极3的结构示意图；
图4是本实用新型实施例ERT电极12的结构示意图；
图5是本实用新型实施例ECT电极11的结构示意图。
图中：1—复合电极，11—ECT电极，12—ERT电极，2—待测容器，3—径向电极，4—屏蔽罩。
具体实施方式
实施例一种三维ECT与ERT双模态复合传感器装置
本实施例为一种三维ECT与ERT双模态复合传感器装置，如图1，它包括：
若干个复合电极1，本实施例中的复合电极1如图3所示，由ECT电极11与ERT电极12可拆卸地复合于一体，本实施例在使用时如图2所示，将所述复合电极1的ECT电极11固设于柱状的待测容器2的外壁上，ERT电极12相应地固设于待测容器2的内壁上，且与ECT电极11位于待测容器2的同一截面上。
而本实施例中的ECT电极11如图5所示为矩形结构，中间部位设有通孔，并采用导电性良好的金属材料制成，例如金属铜；ERT电极12则如图4所示为圆形螺栓结构，由于ERT电极12设于待测容器2的内部，与被测流体接触，因此其需要选用耐磨性、耐腐蚀性，以及电极表面极化效应的金属制成，例如不锈钢、钛合金、氯化银等。而ECT电极11与ERT电极12在安装使用时利用ERT的螺栓贯通ECT电极11的通孔、待测容器2，然后利用密封绝缘垫将ECT电极11、ERT电极12与待测容器2绝缘隔离，再用螺母固定即可。
本实施例中为了测量精确，将所述复合电极1等间距地绕待测容器2一周设置，形成复合电极层，且沿待测容器2的高度方向等间距地设有至少两层复合电极层。
如图1所示，本实施例中所述沿待测容器的高度方向设置有四层复合电极层，每个复合电极层分别设有偶数个复合电极1，例如8、12、16、32个，本实施例优选为16个，一层和三层、二层和四层中两层的复合电极层之间的上下两个相应复合电极1之间的连线与待测容器2的轴线平行，而相邻两层复合电极层之间的上下两个相应复合电极1则呈角度偏移，这样令本实施例中的4层复合电极层的所有复合电极1呈螺旋状分布。
由于本实施例的每层复合电极层等间隔地设有十六个复合电极1，因此如图1所示，同一层的复合电极层中相邻的两个复合电极1与待测容器2轴线之间的夹角设置为22.5°，而相邻两层复合电极层的上下两个相应的复合电极1之间水平偏移11.25°。
本实施例还包括在待测容器2外围设置的屏蔽层3，所述屏蔽层3用于将本实施例的所有复合层与外界环境屏蔽，采用铜箔制成；而位于同一层的相邻两个复合电极1的ECT电极11之间设有径向电极4，所述径向电极4的高度略高于ECT电极11的高度，采用薄铜板制成，能够充分屏蔽各个ECT电极11之间的干扰，且其一端自待测容器2的外壁向外延伸至屏蔽层3。
本实施例在使用时，径向电极3与屏蔽罩4接地，而ECT电极11与ERT电极12是分开使用的，即ECT电极11工作时，ERT电极12悬空；同理，ERT电极12工作时，ECT电极11悬空，ECT电极11和ERT电极12通过切换电路分时工作。
Claims (5)
1.一种三维ECT与ERT双模态复合传感器装置，其特征在于：它包括若干个由ECT电极与ERT电极可拆卸地复合于一体的复合电极，所述复合电极的ECT电极固设于待测容器的外壁上，ERT电极相应地固设于待测容器的内壁上，所述复合电极沿待测容器的内外壁等间距地绕待测容器一周设置，形成复合电极层，且沿待测容器的高度方向等间距地设有至少两层复合电极层。
2.根据权利要求1所述的三维ECT与ERT双模态复合传感器装置，其特征在于：所述复合电极层共设有四层，相隔一层的两层复合电极层之间的上下两个相应复合电极之间的连线与待测容器的轴线平行。
3.根据权利要求2所述的三维ECT与ERT双模态复合传感器装置，其特征在于：所述每层水平偏移11.25°。
4.根据权利要求1或2所述的三维ECT与ERT双模态复合传感器装置，其特征在于：所述待测容器外围设有用于将所述三维ECT与ERT双模态复合传感器装置与外界环境屏蔽的屏蔽层；位于同一层的相邻两个复合电极的ECT电极之间设有径向电极，所述径向电极一端自待测容器的外壁向外延伸至屏蔽层。
5.根据权利要求3所述的三维ECT与ERT双模态复合传感器装置，其特征在于：所述待测容器外围设有用于将所述三维ECT与ERT双模态复合传感器装置与外界环境屏蔽的屏蔽层；所述位于同一层的相邻两个复合电极的ECT电极之间设有径向电极，所述径向电极一端待测容器的外壁向外延伸至屏蔽层。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107764330A (zh) * | 2017-10-19 | 2018-03-06 | 西安科技大学 | 用于导体管道的ert传感器以及自适应多相流测量装置 |
| CN109557144A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-04-02 | 天津大学 | 一种集成式电容/电磁双模态层析成像传感器 |
| CN110068583A (zh) * | 2019-05-05 | 2019-07-30 | 北京航空航天大学 | 一种多模态传感器 |
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