煤粉浓度测量用电容式传感器优化设计研究

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1、华北电力大学硕士学位论文摘要摘要电容式传感器具有灵敏度高、动态响应好、非接触测量等优点，故常被用于煤粉浓度的测量中。但一般的电容式传感器存在检测场灵敏度分布不均匀、由煤粉浓度变化引起的电容值变化很小、测量结果与流型紧密相关等不足。因此，设计和研究传感器的合理的结构形式，以提高适应性和测量精度是非常必要的。本文从研究电容式传感器的检测静电场的规律出发，分析影响电容式传感器测量精度的主要因素，通过优化设计的方法，设计出检测场灵敏度均匀性较高的电容式传感器结构。新设计的电容式传感器可用于中心流、环状流和层状流等复杂流型下的煤粉浓度

2、测量。在实验室条件下，对设计的电容式传感器进行实验测量，验证了理论设计的正确性，也为今后的工业应用打下了良好的基础。关键词：电容式传感器，煤粉浓度，有限元ABSTRACTOwningtotheadvantagesovermanyothermeasurementtechniques，suchashighsensitivity，fastinresponseandnon—invasive，acapacitancesensorisalwaysusedinpulverizedcoalconcentrationmeasurement．B

3、utacapacitance’ssensitivityoverthepipecrosssectionisnothighandhomogeneous，alsothevalueofcapacitancemadebythechangeofpulverizedcoalconcentrationisverylittleandthemeasurementresultisaffectedbytheflowregimes．So，itisneededtogetareasonablecapacitancestructurethathasahig

4、happlicabilityandprecisionbyoptimizeddesigning．Inthispaper,basedontherulesoftheelectrostaticfield，weanalyzesomeprimaryfactorsthataffectprecisionanddesignthestructureofcapacitancesensorthathasahighhomogeneousdistributionofsensitivityofthesensingfieldintheelectrostat

5、icfieldbyoptimizeddesigning．Thenewdesignedcapacitancesensorcanmeasurepulverizedcoalconcentrationincomplexflowregimes，suchascoreflow,annularflowandstratifiedfloweffectively．Wemakeexperimentsinthelaboratorytostudythesensorandtesttherightofthetheoriescalculation．Thewo

6、rklaysfoundationforindustrialapplication．ZhouXingYin(MechanicDesignandTheory)Directedbyprof．PangZhenzhong&prof．WangZhangqiKEYWORDS：capacitancesensor，pulverizedcoalconcentration，finiteelementmethod声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《煤粉浓度测量用电容式传感器优化设计研究》，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进

7、行的研究工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：』司12堕El期：翌蔓：!：2关于学位论文使用授权的说明本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；⑧学校可允许学

8、位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文：⑤同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。(涉密的学位论文在解密后遵守此规定1日期：丛：[：7日期：趔!!f，7兰些皇垄奎兰堡主兰竺堡苎一——第一章引言1．1课题背景和意义随着现代测量、控制