非参数估计法环状静电传感器灵敏度仿真研究*

钱宇加，阚 哲，刘 晓，罗 琳

(辽宁石油化工大学 信息与控制工程学院，辽宁 抚顺 113001)

0 引 言

在气力输送过程中，广泛存在有气固两相流状态，固相颗粒与管路、颗粒之间的摩擦、碰撞、分离，使颗粒带上了静电。早在20世纪60，70年代，国外就有研究者注意到静电现象并对它展开了深入研究。许多学者对静电传感器模型结构等进行了大量的探讨。张帅等人研究了阵列式条形电极且绝缘管道为方形的静电传感器模型，通过实验装置得到的实际结果与仿真基本一致[1]。通过COMSOL软件设计了具有网状电极的静电传感器，使得灵敏度的分布更均匀[2]。李健等人对传感器模型结构进行改进设计了矩阵式电极静电传感器，为静电传感器模型优化提供了一个方向[3]。静电传感器[4]具有结构模型简单，价格比较低，设备安装简单方便，并且适用于一些环境恶劣的场所等多方面的优点[5，6]。

目前对于静电传感器电极的安装方式主要可以分为侵入式与感应式[7]，其中侵入式颗粒的流动容易造成电极的磨损，而感应式对颗粒流动不造成影响，主要包括圆环式静电传感器[8]、立体网状静电传感器[9]、插入式棒状静电传感器和阵列式静电传感器[10]。灵敏度是评价静电传感器工作特性的重要参数。

本文针对圆环式静点传感器的灵敏度问题，基于Maxwell有限元仿真软件进行二维、三维的建模分析，并且通过非参数估计法得到静电传感器的灵敏度公式，经过实验验证，采集到的实际电压与仿真得到的电荷量间的对应关系基本一致。……