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申请/专利权人：河北大学

摘要：本发明提供了一种粒子流截面速度场微通道阵列电容式检测系统和方法，系统包括有采集粒子流截面速度信息的阵列通道；给所述阵列通道提供粒子流的粒子流循环装置；以及对所述阵列通道采集的数据进行处理和控制的数据处理控制装置。本发明通过同一小通道内的两组电容采集后两组数据，并进行互相关算法计算，将粒子流的相同特征提取，并且记录时间，电极间的距离已知，就可以得到小通道内粒子流的流速特征。将所有小通道内的粒子流的流动速度提取，组合成整个管道截面粒子流的截面速度场。本发明是基于电容介电常数与极板物质相关原理，以及与互相关算法结合计算，最终将所有小通道内粒子的速度合成截面速度场。

主权项：1.一种粒子流截面速度场微通道阵列电容式检测方法，其特征是，包括如下步骤：A、所述粒子流截面速度场微通道阵列电容式检测方法采用粒子流截面速度场微通道阵列电容式检测系统实现，粒子流截面速度场微通道阵列电容式检测系统包括有：采集粒子流截面速度信息的阵列通道；给所述阵列通道提供粒子流的粒子流循环装置；以及对所述阵列通道采集的数据进行处理和控制的数据处理控制装置；所述阵列通道包括有设置在迎流面一端的数据提取管段、设置在中间的观测管段和设置在背流面一端的稳流管段；所述数据提取管段由多个横截面为方形的小通道阵列而成；在每个所述小通道的两端分别设置有电容，形成两组阵列电容传感器，所述阵列电容传感器与所述数据处理控制装置相连接；B、由粒子流循环装置给阵列通道提供带有PIV示踪粒子的循环粒子流，在阵列通道内的电容两端产生电信号，并且输出到数据处理控制装置中，电容的求解方程为C＝εS4πkdε--介电常数，s--为电容极板的正对面积，d--为电容极板的距离，k--则是静电力常量；C、数据处理控制装置对数据提取管段两端的两组电容产生的电信号进行互相关计算，得到粒子流经两组电容的时间差，互相关的计算公式如下：两个函数ft和gt的互相关，由含参变量t的无穷积分定义，即Rfht＝∫f*tgx+tdt用互相关来衡量两个时间序列ft和gt在两个不同时刻的取值之间的相似程度,并且寻找的最大值，记录此时的时间为：Δti＝ti1-ti2；D、数据处理控制装置逐步计算单个小通道内的粒子流的速度，计算公式是： 式中：vx,y为某小通道内的粒子流速，单位是ms；L为两电极间的距离，为常数；Δtx,y为互相关算法算出的粒子流过某小通道两电容的时间差；E、数据处理控制装置对每一组小通道内的粒子流的速度进行整合，最后得到管道内粒子流的截面速度场。

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百度查询： 河北大学 粒子流截面速度场微通道阵列电容式检测系统和方法