用于高温流化床测量的电容层析成像传感器及系统

• 摘要：

  本申请公开了用于高温流化床测量的电容层析成像传感器,包括金属外管、第一绝缘管以及电极组件;金属外管的底部固定有气体分布板以使在金属外管的内腔中形成高温流化床;第一绝缘管可拆卸地插设并固定在金属外管的内腔中;电极组件位于金属外管的内腔中,并且与第一绝缘管之间以加紧的方式组装固定;电极组件包括阵列式电极和支撑绝缘管,阵列式电极沿支撑绝缘管的内周壁固定,其中,阵列式电极用于对高温流化床中的流体直接进行电容测试.该传感器可以实现在1000°高温下进行流态化测试,采用的内置电极测试方式彻底消除了壁面效应的影响,真实反映了所测样品的流化状态;且易于拆卸和安装,可重复使用,提高了测量效率也减少了人力劳动.

• 专利类型：

  发明专利

• 申请/专利号：

  CN201811347295.4

• 申请日期：

  2018.11.13

• 公开/公告号：

  CN111175355A

• 公开/公告日：

  2020-05-19

• 发明人：

  叶茂 黄凯 孟霜鹤 刘中民

• 申请人：

  中国科学院大连化学物理研究所

• 主分类号：

  G01N27/22(2006.01),G,G01,G01N,G01N27

• 分类号：

  G01N27/22(2006.01),G,G01,G01N,G01N27,G01N27/22

• 主权项：

  1.一种用于高温流化床测量的电容层析成像传感器,其特征在于,包括金属外管、第一绝缘管以及电极组件; 所述金属外管的底部固定有气体分布板以使在金属外管的内腔中形成高温流化床; 所述第一绝缘管可拆卸地插设并固定在所述金属外管的内腔中; 所述电极组件位于所述金属外管的内腔中,并且与所述第一绝缘管之间以加紧的方式组装固定; 所述电极组件包括阵列式电极和支撑绝缘管,所述阵列式电极沿所述支撑绝缘管的内周壁固定,其中,所述阵列式电极用于对所述高温流化床中的流体直接进行电容测试. 2.根据权利要求1所述的用于高温流化床测量的电容层析成像传感器,其特征在于,所述第一绝缘管包括上层绝缘管、下层绝缘管以及次外层绝缘管; 所述次外层绝缘管可拆卸地固定在所述金属外管的内周壁上; 所述上层绝缘管可拆卸地固定在所述次外层绝缘管内壁的上端; 所述下层绝缘管可拆卸地固定在所述次外层绝缘管内壁的下端; 所述电极组件可拆卸地固定在所述上层绝缘管和下层绝缘管之间的次外层绝缘管内腔中. 3.根据权利要求2所述的用于高温流化床测量的电容层析成像传感器,其特征在于,所述电极组件的上端抵顶在所述上层绝缘管的下端,所述电极组件的下端抵顶在所述下层绝缘管的上端,以使所述电极组件可拆卸地固定在所述次外层绝缘管的内腔中. 4.根据权利要求2所述的用于高温流化床测量的电容层析成像传感器,其特征在于,所述电极组件的下端抵顶在所述下层绝缘管的上端且与所述次外层绝缘管之间形成环空层,所述环空层中填充有石英棉用于固定所述电极组件,所述上层绝缘管的下端抵顶在所述石英棉上. 5.根据权利要求1所述的用于高温流化床测量的电容层析成像传感器,其特征在于,所述金属外管包括大径端和小径端,所述大径端和小径端的连接处形成支撑台用于支撑安装在所述大径端内腔中的第一绝缘管和电极组件,小径端的底部焊接有气体分布板使传感器成为高温流化床; 优选地,还包括固定帽,所述固定帽可拆卸地固定在所述金属外管的顶端用于对所述第一绝缘管定位,所述固定帽的顶壁上开设有第一通孔以使流态化测试样品倒入所述金属外管的内腔中并使高温下流化所用气体排出; 优选地,所述固定帽的侧壁开设有螺孔,通过螺钉固定在所述金属外管的管壁上. 6.根据权利要求1所述的用于高温流化床测量的电容层析成像传感器,其特征在于,所述阵列式电极可拆卸地固定在所述支撑绝缘管上; 优选地,所述阵列式电极包括多个单电极,所述单电极包括测量部和固定部,所述固定部的一端固定在所述测量部的外壁上,所述固定部的另一端穿过开设在所述支撑绝缘管上的第二通孔与电极固定螺母连接; 优选地,所述单电极包括横截面为弧形的瓦状测量部,所述瓦状测量部的外弧面固定有金属螺杆用于充当所述固定部; 优选地,所述单电极的数量为8~16中的任意整数值. 7.一种用于高温流化床测量的电容层析成像系统,其特征在于,包括多条信号传输线以及权利要求1~6中任一项所述的电容层析成像传感器,所述多条信号传输线与所述阵列式电极连接用于传输所述阵列式电极测量的电极信号. 8.根据权利要求7所述的电容层析成像系统,其特征在于,所述信号传输线包括高温段信号传输线和常温段信号传输线,所述高温段信号传输线的一端与所述阵列式电极连接,所述高温段信号传输线的另一端与所述常温段信号传输线的一端连接; 优选地,所述高温段信号传输线和常温段信号传输线均包括缆芯、绝缘层以及屏蔽丝网,所述绝缘层套设在所述缆芯外侧,所述屏蔽丝网套设在所述绝缘层外侧. 9.根据权利要求8所述的电容层析成像系统,其特征在于,所述高温段信号传输线一端的缆芯焊接在所述阵列式电极中的单电极上,所述高温段信号传输线另一端穿过固定帽顶壁开设的孔道伸出与常温段信号传输线连接. 10.根据权利要求9所述的电容层析成像系统,其特征在于,还包括信号采集系统以及计算机成像显示系统,所述常温段信号传输线的另一端与所述信号采集系统连接,所述信号采集系统与所述计算机成像显示系统连接.