Trójwymiarowy czujnik pojemnościowy dla systemu pomiarowego tomografii elektrycznej z elektrodami wewnętrznymi

Abstract

W artykule opisano nową trójwymiarową tomograficzną technikę pomiarową dedykowaną do diagnozowania dwufazowych przepływów typu gaz-ciecz. Zaproponowana została nowatorska koncepcja budowy trójwymiarowego czujnika pojemnościowego z elektrodami wewnętrznymi. Czujnik charakteryzuje się zwiększoną zdolnością do rozróżniania faz w medium o dużej różnicy wartości względnej przenikalności elektrycznej np. powietrze-woda, co w przypadku klasycznych rozwiązań z elektrodami umieszczanymi na zewnątrz było niemożliwe. W artykule przedstawione zostały wyniki badań przeprowadzonych z użyciem dwóch czujników: klasycznego z elektrodami zewnętrznymi oraz nowego z elektrodami wewnętrznymi. Przeprowadzona została szczegółowa analiza wrażliwościowa obu czujników. In the paper the novel three-dimensional capacitance tomographic measurement system dedicated for monitoring the two-phase flows is presented. The authors described the new design of the sensor with the electrodes placed inside the volume. The sensor has an ability to detect two phases in the medium with the high gradient of relative permittivity value like air and water in contrast to the classical sensor with the electrodes placed outside the pipeline. In the next chapters of the paper the authors present their results of the experiments carried out using both sensors comparing the reconstructed 3D images. In addition, the detailed sensitivity analysis of both sensors was introduced.