工作原理

烟道中的颗粒物自身携带电荷,当经过传感器探头附近时,静电感应也会造成探头上电荷流动。 当大量在空间随机分布的颗粒物掠过探头时, 探头上会产生Pico(10E-12)安培量级的微弱感应电流信号, 其特征包含了关于颗粒流动的重要信息。 电荷流动强弱取决于探头的形状、颗粒的速度和所带的净电荷量、以及探头和粒子之间的距离。 颗粒物与探头接触发生的摩擦起电产生的信号只占少量,约1%左右,大部分为经过探头产生的静电感应。

Dynamic Electroscope静电感应测尘技术

  • 源于NASA合作科研项目的静电感应两相流测量原理
  • 依据静电场模型、含尘气体流体力学模型和统计学模型,对信号进行数字化处理,准确分析出颗粒物的流量、流速和浓度
  • 作为一个技术体系,可广泛用于各种条件下颗粒物流量、流速和浓度监测,如颗粒物排放、大气中PM2.5、PM10监测和工艺过程控制
  • 比传统技术有更高的准确性、稳定性、可靠性和抗干扰性

流场不均匀的影响

科灵威识技术团队利用20多年颗粒物测量领域的应用经验,依据现场管道工况定制传感器, 从而扩大颗粒物测量仪的有效感应空间范围,减小流场不均匀对测量的影响。

水雾影响

随着烟气在烟道流动过程中温度逐渐降低,由燃烧过程和脱硫过程产生的气态水会在烟囱出口达到饱和状态, 以颗粒物为核心凝结成水雾。颗粒物被水滴包裹后,其所带电荷重新在水滴/颗粒复合体内重新分配,并扩散到水滴表面。 科灵威识的包裹式探头,不仅避免了结露引起的电极短路,而且强化了信号特征以利于信号处理算法的分析。

流速变化影响

针对烟气流速变化的工况,Dynamic Electroscope 算法利用原始信号中包含的流速信息进行一定修正, 以保障更稳定的测量结果。

震动、腐蚀、污染附着等物理影响

应对腐蚀、附着等恶劣工况,科灵威识研究了多种绝缘材料特性,开发了Hastelloy、Inconel等多种形式的探头以确保灵活的额解决方案, 用户无需加配反吹系统产生额外附加成本。此外,Dynamic Electroscope算法利用信号不同部分的特征判断探头严重污染的状况, 通知用户及时维护。


与传统静电感应仪器的区别

传统的颗粒物静电感应仪器以多级模拟放大技术为核心,对有限带宽内的信号无差别的简单放大, 因此无法分辨各种电磁干扰,无法分辨探头故障如污染状况,对信号特征无法具体分析,也无法判断流动状况, 也因此无法对信号进行必要修正,从而使输出受到流动状况的影响,得不到准确的测量结果。

Dynamic Electroscope技术,采用含尘气体流体力学和统计学模型,通过对数字信号处理算法实现, 是建立在独特模拟采样电路和计算机硬件之上的、由实时操作系统和嵌入式系统软件支持的智能化静电感应颗粒物传感器技术。 采用物理模型和数字算法武装起来的信号处理芯片,对传感器采集的高频原始信号, 进行每秒几十次的分析计算来消除各种干扰和捕捉粉尘流动的信息,从而计算出准确的测量结果。