粉體濃度檢測(cè)方法及其應(yīng)用研究.pdf

1、在化工、食品加工、工業(yè)礦物、農(nóng)用物料等工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中大量存在著粉體的流動(dòng)，目前人們對(duì)粉體流動(dòng)機(jī)理的認(rèn)識(shí)還相當(dāng)欠缺，大多數(shù)通過(guò)經(jīng)驗(yàn)和假設(shè)對(duì)粉體流動(dòng)過(guò)程進(jìn)行設(shè)計(jì)和控制。粉體濃度、分相流量、流型是粉體流動(dòng)檢測(cè)中常用的參數(shù)。其中，粉體濃度的獲取對(duì)工業(yè)系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)、運(yùn)行狀況監(jiān)控、生產(chǎn)過(guò)程的計(jì)量有重要意義。尤其在粉體的螺旋加料過(guò)程中，粉體濃度對(duì)于定量加料是個(gè)非常重要的影響因素。準(zhǔn)確檢測(cè)粉體濃度能有效提高定量生產(chǎn)效率，節(jié)約能源，有利于對(duì)加料情況的

2、監(jiān)控。
　　本文針對(duì)螺旋加料管體內(nèi)粉體濃度的檢測(cè)要求，研究基于電容法的粉體濃度檢測(cè)方法，開(kāi)展螺旋加料管體內(nèi)粉體濃度檢測(cè)應(yīng)用試驗(yàn)研究，以實(shí)現(xiàn)低成本、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便的螺旋加料管體內(nèi)粉體濃度檢測(cè)。具體工作如下:
　　首先，綜合分析現(xiàn)有的粉體濃度檢測(cè)方法，深入分析電容法測(cè)量粉體濃度的原理及其特點(diǎn)，綜合比較幾種常見(jiàn)的電容傳感器，設(shè)計(jì)螺旋表面極板電容傳感器，并探討其電容的測(cè)量方法，選用MS3110芯片設(shè)計(jì)微弱電容檢測(cè)電路。
　

3、　其次，為了提高檢測(cè)場(chǎng)的靈敏度，減輕測(cè)量電路的設(shè)計(jì)難度，應(yīng)用有限元分析軟件COMSOL Multiphysics3.5a對(duì)螺旋表面極板電容傳感器進(jìn)行二維有限元仿真，結(jié)合單因素法以及正交試驗(yàn)，分析檢測(cè)電極張角、被測(cè)管壁相對(duì)介電常數(shù)、屏蔽罩半徑等因素對(duì)傳感器輸出性能的影響，得到傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)的較優(yōu)解，完善電容傳感器設(shè)計(jì)理論。
　　然后，依據(jù)優(yōu)化結(jié)果研制電容傳感器，以SPCE061A單片機(jī)為控制核心，構(gòu)建螺旋加料管體內(nèi)粉體濃度檢測(cè)系統(tǒng)，

4、硬件部分主要由電源轉(zhuǎn)換電路、電容傳感器、電容轉(zhuǎn)換模塊、控制單元、顯示模塊組成，在單片機(jī)的μ'nSP IDE2.0開(kāi)發(fā)環(huán)境中開(kāi)發(fā)其系統(tǒng)軟件，并進(jìn)行軟硬件聯(lián)合調(diào)試，校準(zhǔn)電容傳感器檢測(cè)電路的初始輸出。
　　最后，以直徑分別為3mm和5mm的玻璃散珠為填充物料，開(kāi)展粉體濃度檢測(cè)性能試驗(yàn)研究，對(duì)傳感器進(jìn)行標(biāo)定，結(jié)合標(biāo)定結(jié)果對(duì)測(cè)量值進(jìn)行線性補(bǔ)償。試驗(yàn)得到:在直徑為3mm的玻璃散珠填充試驗(yàn)中，傳感器線性度為±1.89％，粉體濃度測(cè)量相對(duì)誤差為4