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申请/专利权人：山东科技大学
摘要：本发明属于电容传感器技术领域，公开了一种多电极ECT传感器设计方法及ECT传感器。本发明针对ECT传感器电极设计问题，考虑边缘效应的影响，利用保角变换原理建立ECT传感器的解析数学模型，给出了具有普适性的电极尺寸计算公式；然后提出一种ECT相邻电极的电势穿透深度不小于管道半径的ECT电极参数设计原则，在电极宽度相对不变的情况下设计了多电极ECT传感器；最后设计了一种新的并联循环激励方式，在保证电极相对宽度不变的情况下，相比于传统的ECT增加了互电容值的个数，从而提高了成像的质量。
主权项：1.一种多电极ECT传感器设计方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1.利用保角变换方法建立ECT传感器的解析数学模型；步骤2.根据建立的解析数学模型提出一种ECT相邻电极的电势穿透深度不小于管道半径的电极参数设计原则，得到ECT传感器电极的穿透深度以及初始电极参数；步骤3.根据选取的初始电极参数中的电极宽度，首先通过增加电极的方式增加测量电容个数，将电极数量进行扩展，然后提出并联组合电极的方法，使组合后的电极组相对宽度不小于初始电极参数所求的电极宽度，设计多电极ECT传感器阵列；步骤4.根据步骤3所设计的多电极ECT传感器阵列，提出一种与之对应的并联循环激励策略，进而完成多电极ECT传感器阵列的激励策略设定；所述步骤1具体为：步骤1.1.将圆弧电容转换成平面电容，即转换为平行板电容器；步骤1.2.求出平行板电容器的电容公式；步骤1.3.利用步骤1.2的电容公式，求出任意两电极间的电容值，根据各电极间的几何关系，推出ECT传感器的解析数学模型；其中，非对称极板时，ECT传感器的解析数学模型公式为： 对极板时，ECT传感器的解析数学模型公式为： 其中，M是电极的个数，θ是电极宽度对应的夹角，β是相邻电极之间的夹角，r是管道的半径，l是电极的长度，i、j是电极编号，βij是电极i、j之间的夹角，wij是电极i、j经过变换后电极宽度，Cij是电极i、j之间的电容，T是相邻电极的穿透深度，δ是所有电极宽度之和所占整个管道周长的比例，ε0是真空的介电常数，εr是介质的介电常数。
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