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中文摘要
气固两相流广泛存在于各种工业生产过程中,其流动参数的在线测量对于工
业生产意义重大。气固两相流的流动参数中,固体颗粒的速度是最重要也是人们
最关心的参数之一。气固两相流测量非常困难,多种因素对测量造成了不同程度
的影响。静电传感器由于具有灵敏度高、结构简单等特点,有着广大的发展前景。
本文设计了一套静电相关在线测量系统,用于在线实时的对气固两相流固体
颗粒速度进行测量。主要工作包括以下几方面:
1. 设计了用于静电信号测量的电荷放大电路。该电路基于静电传感器的电
荷源模型,使用静电级精密运算放大器 OPA129UB 完成电荷到电压的转换及放
大。后续的滤波及信号放大部分则保证信号具有较高的信噪比。该电路可以精确
不失真的测量静电传感器的感应电荷量,并具有一定的抗干扰能力。
dsPIC33FJ256GP710 设计了嵌入式相关器,嵌入式相
关器可以完成静电信号采集、相关速度计算和与上位机通信等功能。静电传感器、
静电信号测量电路和嵌入式相关器共同组成了静电相关在线测量系统。
3. 在带式静电感应实验装置和气固两相流实验装置上对静电相关在线测量
系统进行了实验研究,检验了静电相关在线测量系统测量气固两相流流速的准确
性、实时性与重复性,以及测量系统本身的可靠性和抗干扰能力。
4. 在天津华能杨柳青热电有限责任公司使用大口径环形弧形多电极静电传
感器进行了燃煤锅炉送粉管煤粉速度测量实验,采集了传感器各个电极的静电信
号,实现了对燃煤锅炉送粉管中煤粉速度的测量。

关键词:气固两相流;静电传感器;相关测量;电荷放大电路;静电相关在线测
量系统;嵌入式相关器
ABSTRACT
Gas-solid two-phase flow is applied in a wide range of industrial fields. Online
measurement of the critical parameters has great significance in the industrial
processes. The velocity of solid particle is one of the most important parameters in the
measurement of gas-solid two-phase flow. However, gas-solid two-phase flow is
difficult to measure. A wide variety of factors influence the measurement in different
ways. Electrostatic sensor has the advantages of simple structure and high sensitivity
and it is supposed to be one of most promising methods.
Based on the electrostatic sensor, an online measurement system, which is used
for online measurement of solid velocity in gas-solid two-phase flow, is presented in
this paper. The main work of this paper is shown as followed:
1. A cha