煙道中的顆粒物自身攜帶電荷,當經過傳感器探頭附近時,靜電感應也會造成探頭上電荷流動。 當大量在空間隨機分布的顆粒物掠過探頭時, 探頭上會產生Pico(10E-12)安培量級的微弱感應電流信號, 其特征包含了關于顆粒流動的重要信息。 電荷流動強弱取決于探頭的形狀、顆粒的速度和所帶的凈電荷量、以及探頭和粒子之間的距離。 顆粒物與探頭接觸發生的摩擦起電產生的信號只占少量,約1%左右,大部分為經過探頭產生的靜電感應。
科靈威識技術團隊利用20多年顆粒物測量領域的應用經驗,依據現場管道工況定制傳感器, 從而擴大顆粒物測量儀的有效感應空間范圍,減小流場不均勻對測量的影響。
隨著煙氣在煙道流動過程中溫度逐漸降低,由燃燒過程和脫硫過程產生的氣態水會在煙囪出口達到飽和狀態, 以顆粒物為核心凝結成水霧。顆粒物被水滴包裹后,其所帶電荷重新在水滴/顆粒復合體內重新分配,并擴散到水滴表面。 科靈威識的包裹式探頭,不僅避免了結露引起的電極短路,而且強化了信號特征以利于信號處理算法的分析。
針對煙氣流速變化的工況,Dynamic Electroscope 算法利用原始信號中包含的流速信息進行一定修正, 以保障更穩定的測量結果。
應對腐蝕、附著等惡劣工況,科靈威識研究了多種絕緣材料特性,開發了Hastelloy、Inconel等多種形式的探頭以確保靈活的額解決方案, 用戶無需加配反吹系統產生額外附加成本。此外,Dynamic Electroscope算法利用信號不同部分的特征判斷探頭嚴重污染的狀況, 通知用戶及時維護。
傳統的顆粒物靜電感應儀器以多級模擬放大技術為核心,對有限帶寬內的信號無差別的簡單放大, 因此無法分辨各種電磁干擾,無法分辨探頭故障如污染狀況,對信號特征無法具體分析,也無法判斷流動狀況, 也因此無法對信號進行必要修正,從而使輸出受到流動狀況的影響,得不到準確的測量結果。
Dynamic Electroscope技術,采用含塵氣體流體力學和統計學模型,通過對數字信號處理算法實現, 是建立在獨特模擬采樣電路和計算機硬件之上的、由實時操作系統和嵌入式系統軟件支持的智能化靜電感應顆粒物傳感器技術。 采用物理模型和數字算法武裝起來的信號處理芯片,對傳感器采集的高頻原始信號, 進行每秒幾十次的分析計算來消除各種干擾和捕捉粉塵流動的信息,從而計算出準確的測量結果。