煤粉测量方法总结
浅谈煤的工业分析与化验中煤的灰分测定
浅谈煤的工业分析与化验中煤的灰分测定
煤是一种重要的能源资源，被广泛应用于能源、冶金、化工等行业。
在煤的工业分析与化验中，测定煤的灰分是非常重要的一项指标。
灰分是指煤中的非燃烧物质的含量，主要包括煤中的无机物质、灰质、氧化物等。
灰分的含量直接影响煤的利用价值和燃烧特性。
高灰分的煤燃烧时会产生大量的灰渣，会增加环境污染，并且对锅炉和热能设备造成腐蚀和磨损；低灰分的煤在燃烧过程中灰渣产生较少，能够提高燃烧效率，减少环境污染。
煤的灰分测定可以通过重量变化法，即将煤样进行加热燃烧，通过样品的质量变化计算灰分含量。
具体步骤如下：
1. 取一定质量的煤样，通常为约1g。
2. 将煤样置于预先燃烧好的石英/陶瓷坩埚中，尽量保持坩埚干净和无灰。
3. 将坩埚放入预热到恒定温度的电炉中，常用温度为。
煤的灰分及其测定知识点解说(全面版)资料
煤的灰分及其测定知识点解说（全面版）资料煤的灰分及其测定一、灰分测定的意义灰分是降低煤炭质量的物质，在煤炭加工利用的各方面都带来有害的影响，因此测定煤的灰分对于正确评价煤的质量和加工利用等都有重要意义。
1．灰分是表征煤炭质量的最主要指标，是考核煤矿和选煤厂煤炭产品质量的主要指标之一；商品煤灰分是煤矿、选煤厂和用（户）煤单位结算的依据；灰分也是现阶段我国制定煤炭出厂价格的基本依据。
2．煤用作动力燃料时，灰分增加，煤中可燃物质含量相对减少。
矿物质燃烧灰化时要吸收热量，大量排渣要带走热量，因而降低了煤的发热量；灰分影响锅炉操作（如易结渣、熄火），加剧了设备磨损，增加排渣量。
煤用于炼焦时，灰分增加，焦炭灰分也随之增加，从而降低了高炉的利用系数。
3．煤的灰分大小，直接影响着煤作为工业原料和能源使用时的作用。
如炼焦、气化、加氢液化以及制造石墨电极等都要求煤的灰分在一定限度以下，否则将影响这些工业的生产和产品质量。
在工业利用上，灰分小于10%称为特低灰煤，灰分在10%～15%称为低灰煤，灰分在15%～25%称为中灰煤，灰分在25%~40%称为富灰煤，灰分大于40%为高灰煤。
灰分对煤而言，虽然是“废料”，如何变废为宝，各地都有很多成功的经验。
如用煤灰制造硅酸盐水泥，矿渣支架、矿渣砖等。
煤灰还可以改良土壤，此外，从煤灰中可提炼锗、镓、钠、钒等重要元素，为国防工业和其它工业提供原料。
二、灰分来源煤中的灰分不是煤的固有成分，而是煤中所有可燃物质完全燃烧以及煤中矿物质在一定温度下产生一系列分解、化合等复杂反应后剩下的残渣。
灰分常称为灰分产率。
煤中矿物质分为内在矿物质和外在矿物质。
内在矿物质，又分为原生矿物质和次生矿物质。
1．原生矿物质，是成煤植物本身所含的矿物质，其含量一般不超过1～2%；2．次生矿物质，是成煤过程中泥炭沼泽液中的矿物质与成煤植物遗体混在一起成煤而留在煤中的。
次生矿物质的含量一般也不高，但变化较大。
内在矿物质所形成的灰分叫内在灰分，内在灰分只能用化学的方法才能将其从煤中分离出去。
风速及煤粉浓度测量说明书
风速及煤粉浓度测量（一）、一、二次风风速测量系统中速磨煤机正压直吹制粉系统对一、二次风量有严格要求。
风煤比的变化对炉膛燃烧的安全、经济性及磨煤机本身安全有较大影响。
磨煤机入口风量测量不准，造成自动投入困难。
在冷热风调节过程中，磨煤机入口风量不随调节档板按比例变化，因而难以掌握，甚至导致一次风量低磨煤机跳闸。
因此，磨煤机入口风量测量不准造成锅炉燃料主控无法投入自动控制，影响机组协调控制系统的正常投运。
因此对磨煤机入口风量测量的准确性已摆到十分重要的位置。
磨煤机入口风道直管段一般比较短，管道截面积上的流场很不均匀，有的部位有回流产生。
现电站锅炉大多采用回转式空气预热器，受热面元件上积灰被加热的热风带入一次道，当锅炉启、停炉时，冷、热态的变化所形成的水气与测风装置感压管路中的灰尘会形成硬块，很难清除。
而一般的差压式风量测量装置，对直管段要求高，加上对含尘气流的测量时，灰尘只进不出，造成感压管路堵塞，从而造成所测量的风量不准确。
一、风速测量原理：风量测量理想流体以速度ω在压力p的流场中正常流动,假定在某点滞止,则流体使该点压力升高,由伯努里方程推出气体流速;式中: ω=sprt(2kΔp/ρ) m/sρ-气体密度. Kg/m3Δp-气体流动过程中产全的压差.paρ-气流静压:ω-气流密度:Q=3600AωρQ:流量 m3/h由于流体滞止状态只是一种假定的理想状况,在实际流速.流量测量中一般通过固定装置采取节流.选点法测量压差Δp’,通过理论和试验方法得到该压差与Δp的关系,一般用修正系数K表示.K=Δp/Δp’。
K-流速修正系数选用南京达凯电力自动化设备有限公司生产的双喉径文丘里风速测量管、它是利用气流在文丘里管喉部流速增加，静压降低的原理制成的。
在文丘里管内再装设一个小文丘里管，使内文丘里管出口置于外文丘里管的喉部，则在内文丘里管喉部测量的静压将更低，从而获得更大的压差，在测量管上部设有集尘缓冲装置，动压头采用大口径取样，管径内壁光滑。
煤粉计量秤操作方法
煤粉计量秤操作方法一、引言煤粉计量秤是用于测量和计量煤粉的设备，常用于煤炭行业和发电厂。
正确的操作方法对于保证计量准确性和生产效率至关重要。
本文将介绍煤粉计量秤的操作方法，包括前期准备、操作步骤和注意事项。
二、前期准备1. 检查设备在操作前，首先要对煤粉计量秤的设备进行检查，确保各部件完好无损，并且仪表、传感器等设备正常工作。
如发现损坏或异常现象，应立即报修或更换相应零部件。
2. 清洁工作确保计量秤及其周围环境的清洁，并消除任何可能影响计量准确性的因素，如积尘、杂物等。
同时确保煤粉计量秤的工作区域干燥，避免水分对设备造成干扰。
三、操作步骤1. 打开电源按照设备的操作要求，打开煤粉计量秤的电源，并确保电源指示灯正常亮起。
2. 调整设置根据所需的计量要求，通过仪表或操作界面设置相关参数，如计量单位、计量范围等。
3. 空载测试在开始实际计量之前，进行一次空载测试，以确保秤台或秤盘的零点调整正确。
将秤台或秤盘置为空载状态，记录并验证计量秤的读数是否为零。
4. 校准仪表根据设备说明书或操作指南，进行仪表的校准工作，以确保读数的准确性。
校准过程中应严格按照说明操作，确认各项指标符合要求。
5. 加载煤粉将待计量的煤粉按照工艺要求加入到煤粉计量秤的秤台或秤盘上，确保煤粉的分布均匀并不超过设备的最大承载范围。
6. 开始计量按下启动按钮，启动计量秤的计量功能。
计量过程中，应密切观察仪表或操作界面上的读数，并记录计量结果。
7. 停止计量当煤粉计量达到预定要求后，根据需要停止计量，同时关闭相关电源，使煤粉计量秤回到待机状态。
四、注意事项1. 安全操作在操作煤粉计量秤时，应注意安全操作，遵守设备的安全规程和相关操作规定，确保操作人员的人身安全。
2. 防止干扰在计量过程中，应尽量避免人员或其他设备对煤粉计量秤的干扰，以保证计量结果的准确性。
3. 定期维护定期对煤粉计量秤进行维护保养，清洁传感器、仪表等设备，并按照要求对仪表进行校准，以保证设备的正常工作和计量的准确性。
煤矿测量方法及提高测量精度的方法
煤矿测量方法及提高测量精度的方法煤矿测量是指对矿井内的各种地质、物理参数进行检测和测量，以便为矿井的开采和管理提供准确的数据依据。
本文将介绍一些常用的煤矿测量方法，并提出一些提高测量精度的方法。
1. 煤层测量方法：煤层测量是煤矿测量的关键，主要包括煤层厚度、倾角和煤层中的矿岩层位等参数的测量。
常用的方法有：（1）几何测量法：通过尺子、量角器等工具直接测量煤层的厚度和倾角。
（2）电阻率测量法：利用电测仪器在地下钻孔中进行电阻率测量，根据电阻率的变化来推断煤层的厚度和倾角。
（3）地震勘探法：通过设置地震仪器，在矿井内进行地震勘探，根据地震波传播的速度和强度等参数来推断煤层的厚度和倾角。
煤矿中常常存在有害气体，如瓦斯和煤尘，因此需要进行气体测量来确保矿井的安全。
常用的气体测量方法有：（1）瓦斯抽放法：通过设置瓦斯抽放管道和抽放设备，将矿井中的瓦斯抽放到安全的地方，然后通过气体分析仪器对抽放的瓦斯进行分析和测量。
（2）煤粉浓度测量法：利用激光散射、光电测量等方法来测量矿井中的煤尘浓度，以便控制煤尘的爆炸和火灾风险。
（1）巷道变形测量法：通过设置位移传感器等设备，测量巷道的变形和位移情况，以便及时发现和处理巷道的变形问题。
（2）地应力测量法：通过设置应变计等设备，测量岩石体的应变情况，从而推断地层的应力状态，以便预测和控制岩层的变形和破坏。
为提高煤矿测量的精度，可以采取以下措施：（1）合理选择测量仪器和设备，确保其测量范围和精度满足需求。
（2）加强人员培训和技术指导，提高测量人员的专业素质和操作技能。
（3）加强质量控制，建立科学的质量评估体系，对测量结果进行评估和验证。
（4）定期进行校准和维护，保证测量仪器和设备的准确性和稳定性。
（5）加强测量现场的管理，确保测量现场的环境和条件符合要求，避免外界干扰和误差。
煤矿测量是矿井安全和生产管理的重要环节，通过选择合适的测量方法和采取有效的措施，可以提高测量的精度，为矿井开采和管理提供可靠的数据支持。
煤灰分的测定
煤灰分的测定一、实验目的（1）学习和掌握煤灰分产率的测定方法及原理（2）了解煤的灰分与煤中矿物质的关系。
二、实验重点与难点重点：掌握快速灰分测定仪的使用难点：掌握快速灰分测定仪的使用三、实验原理将装有煤样的灰皿放在预先加热至（815±15℃）的灰分快速测定仪的±℃传送带上，煤样自动送入仪器内完全灰化，然后送出。
以残留物占煤样的质量分数作为煤样的灰分四、仪器和设备马蹄形管式电炉、灰皿、干燥器、电子天平、耐热瓷板或石棉板五、实验步骤（1）将快速灰分测定仪预先加热至（815±10）℃；（2）在预先灼烧至质量恒定的灰皿中，称取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样（0.5±0.01）g（称准至0.0002g），均匀摊平在灰皿中，使其每平方厘米的质量不超过0.08g；3、将盛有煤样的灰皿放在干燥器中干燥10min后取出放入马弗炉中，在放的过程中要慢、柔，应当以每分钟2—3厘米的速度推入马弗炉中；4、当灰皿在炉内加热半小时后取出，放在耐热瓷板或石棉网上，在空气中冷却5min 左右，移入干燥器中冷却至室温（约20min）后称量。
六．实验记录和结果计算煤中灰分的测定七.注意事项（1）煤样在灰皿中要铺平，使其每平方厘米的质量不超过0.08g，以避免局部过厚，燃烧不完全；（2）煤样在灰化前最好先做干燥处理，以免灰化时水分剧烈蒸发产生煤烟使实验作废，也可以使用测定过水分的煤样来测灰分；（3）灰化过程中始终保持良好的通风状态，使硫氧化物一经生成就及时排除。
八、思考题（1）中采用马蹄形管式炉快速灰化法为什么能有效避免煤中硫固定在煤灰？答：管式炉快速灰化法中使用轴向倾斜度为5℃的马蹄形管式炉，炉中央段温度为815℃±10℃。
两端有500℃温度区，煤样从高的一端至500℃温度区时，煤中的硫氧化后生成的硫氧化物由高端溢出，而不会与已到达815℃±10℃区的煤样中的碳酸钙分解生成CaO接触，从而可有效避免煤中硫被固定在煤灰中。
煤矿粉尘检测方案
煤矿粉尘检测方案煤矿粉尘是煤矿安全的一大威胁，其对人体健康、设备设施的损害以及引发煤矿事故都有很大风险。
煤矿粉尘必须得到及时有效的监测与控制。
因此，制定可行的煤矿粉尘检测方案具有重要的现实意义。
粉尘检测方法目前常见的煤矿粉尘检测方法主要有两种：室内和野外测定。
室内测定方法包括现场采样测定和实验室测定两种；野外测定方法则主要有微波射频和激光散射法等。
现场采样测定现场采样测定即对煤矿现场的粉尘进行采样，然后送到实验室进行测定。
这种方法相对较为简单，但时间较长，可能需要一天时间才能获得实验结果。
此外，随着现场温度、湿度、气压的变化，样品中的粉尘含量也会发生变化。
实验室测定实验室测定是将现场采集到的煤尘样品运到实验室进行分析，使用重量法或委比法测定样品中的煤尘含量。
这种方法仪器精度高，数据准确性比较高，但依赖于实验室的设备和专业技术人员的水平。
微波射频法微波射频法是利用微波技术，在煤矿现场对粉尘进行测量，依靠体效应对煤尘进行测定，适用于现场的快速检测。
激光散射法激光散射法是又称为激光光散射粉尘仪，是一种可以测定各种粉尘颗粒浓度的仪器。
粉尘检测设备煤矿粉尘检测设备根据不同检测方法不同，采用的设备也不一样，下面列出常用设备：•实验室粉尘检测仪器•现场粉尘测定仪器•激光散射粉尘仪•微波射频粉尘测定仪器粉尘检测方案填报根据实际情况，填报煤矿粉尘监测方案是煤矿企业必须遵守的规定。
以下是一个典型的煤矿粉尘检测方案填报例程：1.输入煤矿基本信息，如煤矿名称、所在位置、所属部门、部门负责人等；2.选择测定时间和地点以及测定目的；3.根据测定目的，选择测定方法和仪器设备；4.填写样品采集、运输和保存及试验过程中的注意事项；5.确定检测指标，填写检测报告模板；6.根据样品的检测结果，进行评价和分析。
结论煤矿粉尘检测方案是为了保障煤矿安全而制定的重要措施，其针对煤尘危害的不同场合、不同要求，选用不同的采样方法、测定方法和采样仪器。
煤炭、原煤和煤粉水分含量在不同工况下的测定方法
煤炭、原煤和煤粉水分含量在不同工况下的测定方法煤的水分含量测定，实质就是煤质的水分含量测定，主要的测定对象包括煤炭、原煤、煤粉、型煤等。
煤质就是煤炭质量，是指煤炭的物理、化学特性及其适用性，其主要指标有灰分、水分、硫分、发热量、挥发分、块煤限率、含矸率以及结焦性、粘结性等。
煤质在线分析包含：灰分、水分、热值等重要指标。
为了消除水分对灰分测定结果的影响。
1%的水分约相当于0.2%的灰分测定偏差。
假定煤质水分在5%～10%之间，则水分变化引起的灰分测定偏差为±1.0%。
水分和灰分仪配合使用，由于微波水分仪测量精度可达±0.2%，由水分引起的灰分测量误差可忽略不计，可以大大提高灰分测量精度。
一、什么是煤炭、原煤、煤粉、型煤？1、煤炭是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物。
2、原煤是指煤矿生产出来的未经洗选、筛选加工而只经人工拣矸和杂物的产品。
包括天然焦及劣质煤，不包括低热值煤(如石煤、泥炭、油页岩等)；原煤按其成因可分为腐植煤、腐泥煤和腐植腐泥煤三大类；按其碳化程度可分为泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤。
3、煤粉是指粒度小于0.5毫米的煤，是铸铁型砂中最常采用的附加物4、型煤是以粉煤为主要原料，按具体用途所要求的配比，机械强度，和形状大小经机械加工压制成型的，具有一定强度和尺寸及形状各异的煤成品。
二、无钢丝的皮带上煤炭及其配比原料的含水量测定方法在型煤的生产过程中，煤的燃值、挥发性、水份、粘合性是影响其质量的主要因素。
其中水份的配比是其品质的重要因素之一。
因此在型煤生产过程中，需对干燥机入料与出料口的煤粉和煤粒进行水分检测。
德国默斯MS-580 煤粉近红外水分仪和MS-590煤粉和原煤微波水分仪，专门型煤厂型煤配比水分检测量身定制，特别适合无钢丝的皮带上测量煤炭、及其配比原料的含水量。
二、料仓内、下料口、斗内对煤粉进行在线水分测定方法煤质在线分析包含：灰分、水分、热值等重要指标。
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煤粉测量方法总结
Prepared on 22 November 2020
热平衡法
热平衡法是根据能量守恒定律而发展出来测量煤粉浓度的一种方法。选取输粉
管道上混合前后的一段距离为研究对象，温度为Tcoalpowder的煤粉进入送粉管
后，被温度为Thotwing的热空气边加热边向前输送，在此过程中，热空气不断被
冷却，煤粉颗粒不断被加热，经过一段时间后煤粉与热空气达到了平衡温度
Tmixture。根据能量守恒定律可得：
𝑄mixture=𝑄hotwing+𝑄
coalpowder
将上式中各热量分别用温度、比热容、煤粉浓度表示，展开后可得出煤粉浓度
的计算表达式：
μ=K𝐶ℎ𝑜𝑡𝑤𝑖𝑛𝑔∗𝑇ℎ𝑜𝑡𝑤𝑖𝑛𝑔−𝐶′ℎ𝑜𝑡𝑤𝑖𝑛𝑔∗𝑇𝑚𝑖𝑥𝑡𝑢𝑟𝑒𝐶′𝑐𝑜𝑎𝑙𝑝𝑜𝑤𝑑𝑒𝑟∗𝑇𝑚𝑖𝑥𝑡𝑢𝑟𝑒−𝐶𝑐𝑜𝑎𝑙𝑝𝑜𝑤𝑑𝑒𝑟∗𝑇𝑐𝑜𝑎𝑙𝑝𝑜𝑤𝑑𝑒𝑟−u
式中，μ为煤粉浓度
Thotwing，Tcoalpowder，Tmixture—分别代表混合前热风温度、混合前煤粉温度、混合
物温度
Chotwing,Ccoalpowder—分别代表混合前热风比热、煤粉比热
Chotwing’，Ccoalpowder’—分别代表混合后热风比热、煤粉比热
u—由于散热等因素引起的煤粉浓度损失
K—相对系数
虽然很多火电厂利用热平衡法测量煤粉浓度，但是该方法存在几个很难解决的
缺陷：
1） 适用范围
该方法只适用于中间仓储式制粉系统的热风送粉。对于乏气送粉和直吹式制粉
系统，热风与煤粉混合前后温度几乎不变，因此热平衡法无能为力，而我国目
前使用较多的是直吹式制粉系统。
2）存在滞后性
在实际应用中，煤粉颗粒温度与热风温度达到一致需要一段比较长的时间。
3）对测点的布置要求较高
利用热平衡法精确测量煤粉浓度关键在于如何取混合温度Tmixture的测点位置，
取在不稳定换热区或远离平衡点的位置都会对造成比较大的测量偏差。
激光法
当激光通过由煤粉和空气混合而成的气固二相流时，将会同时受到煤粉粒子和
空气分子的散射与吸收。而煤粉的吸收率相当接近黑体，它们对光波的衰减作
用非常强，其等效直径是空气分子有效直径的若干数量级之多。因此，空气分
子的散射与吸收作用对测量结果影响微乎甚微，可忽略不计，我们只需研究煤
粉对激光的散射与吸收即可。设输粉管道的宽度为L，激光入射功率为P1，透
出管道后的功率为P2，则有
𝑃
2
𝑃
1
=T=𝑒
−𝑎𝑙
式中，T为透过率；a为衰减指数，其中a=Nc（），Nc为煤粉粒子的数密度，
为煤粉的散射截面，为煤粉的吸收截面。
当粒子直径控制在一个平均值附近时，和为常数，此时的衰减系数只与粒子的
数密度成正比，测出粒子数密度后，就可计算出粒子的质量密度。因此，通过
测量激光穿过煤粉管道的透过率就可以测得相应的煤粉浓度。
但是目前工厂一般不采用激光法测量煤粉参数，因为它属于接触测量，煤粉在
流动过程中，激光探头很容易受到煤粉的污染而磨损，而且测量装置的成本比
较高。
微波法
其基本原理是利用输粉管内煤粉对微波的吸收、衰减作用来测量煤粉的浓度。
用法兰将一段测量管装接在输粉管的管道中，其中测量管的材料与直径均和输
煤管的相同。将微波发射器和微波接收器沿煤粉流动方向按一定角度（>90o）
对应倾斜布置在测量管的同一侧管壁上，当测量管内只有空气没有煤粉流过
时，空气可被认为是理想介质，微波穿过空气不会产生衰减；当测量管内有煤
粉流过时，微波将会与煤粉颗粒发生碰撞，从而引起铁氧体元素自旋效应，进
而造成微波的衰减。通过微波的衰减大小与煤粉浓度之间的特性，利用实验测
量出微波衰减随煤粉浓度的变化关系，这两者之间是一种单调曲线的关系，所
以就可唯一确定出煤粉浓度数值。
虽然微波法在实验研究已有了应用，但其测量装置目前还处于研制状态，还无
法广泛应用在工厂企业中。而且测量设备的安装对精度要求比较高，测量管道
内无可避免地存在测量死区。
超声波法
在输送煤粉管道的两个对应表面安装超声波传感器：第1对超声波传感器用来
测定超声脉冲沿两个方向（与计算流速的流向约成45°）的传输时间。平装的
第2对超声波传感器用来测定垂直于流向传输的超声衰减，其衰减受到空气紊
流和煤粉浓度两者影响。为了比较准确地测量煤粉的浓度，需要对紊流效应进
行校正。在实际的测量中，可用β射线透射计予以校准。这样，就可以通过测
量煤粉的流速和浓度进而推导出煤粉的质量流量。由于传感器的价格比较低
廉，可以成对地增加超声波传感器的使用数量，从而测量输送煤粉管道的煤粉
浓度再取平均值。目前此法工业应用中已有实例。大型闭环煤粉循环实验装置
上的试验表明，在恒定气流流速下，浓度范围为—cm3时，测量精度在5%以
内。
超声波法在煤粉低速测量时灵敏度较差，而且目前还处于研制阶段。
光—电检测法
光电检测法测量气—固两相流中固体微粒浓度、速度是用光纤做探头，把光束
引入测量区，测得运动微粒对光的感应信号，再将该信号经光—电转换、模—
数转换后即可进行计算、分析，最终得到微粒的速度、浓度值。在浓度测量
时，光纤探头直径通常要比测速光纤的大一些，以便有足够大的光照面积，使
测到的信号是一个局部多项微粒的集合反映。目前采用的基本形式有：反射式
和透射式。测量中、低浓度时，采用发光和接收光多股光纤随进混合分布方
式，在测量有效区内前层和后层微粒都能被光照射,其光反射信号都能很好地被
接收光纤所吸收，测量信号较真实地反映了—个小体积内微粒的浓度。测量高
浓度时，采用组合光纤探头利用随机混合分布式，这样光纤有效测量区很靠近
端面，把两束这样的光纤端面前后错开一定距离，就能使两束光纤一束测前排
微粒，一束测后排微粒。这样测量信号就较真实地反映了高浓度区的实际情
况。
光电检测法的测量精度主要受光纤探头的结构、被测量微粒的直径、煤粉浓度
的高低影响，而且属于接触测量，煤粉在流动过程中，测量探头很容易受到煤
粉的污染，这样就直接影响到测量的准确性。同时，仪器存在着价格高、校核
难的问题，因此在工厂使用中推广有较大的难度。
电容层析成像法
它是多相流检测领域中的一门新技术，将医学CT技术应用于两相流参数检
测。应用该技术可获取两相流体流经管道某一截面局部的、微观的相分布实时
信息。该信息的获取为从根本上解决两相流相分布等因素对两相流参数测量的
影响问题，提供了一条有效途径，使两相流参数的准确测量成为可能。
其原理为：不同的介质具有不同的介电常数，如果两种具有不同介电常数的物
质混合在一起，当各物质组分浓度及其分布发生变化时，会引起混合物介电常
数发生变化，从而使其测量电容值也随之发生变化，通过测得电容值的变化从
而反映出混合物介质相浓度的大小和分布状况。采用多电极阵列式电容传感
器，其各电极之间的相互组合可提供反映混合物相浓度分布的多个电容测量
值，以此为投影数据，采用一定的图像重建算法，即可重建反应管道或装置在
某一被测区域的介质分布状况的图像。
虽然电容层析成像具有结构简单、非介人性、速度快、成本低和安全性能佳等
特点，但是其仍处于实验室研究阶段，测量的准确性和图学重建算法还不是十
分令人满意。
电容法
如图所示，电容式传感器由一段非金属管道（如氧化铝陶瓷）何紧固在管道外
壁的一对铜质电极板组成，并将该装置置于圆筒形屏蔽保护罩内，以防外界干
扰因素对测量电容信号产生不必要的影响。电容式传感器将电容极板安装在流
动管道外，两个弧形电极板垂直对应并保证绝缘，当管道内煤粉组分发生变化
时，其浓度的改变导致等效介电常数也会发生变化，从而引起传感器电容的变
化。通过测量电容极板之间的电容值就可以获得相应的煤粉浓度信息。
电容式传感器结构示意图
设送粉管中煤粉所占的比例为D，𝑉𝑐为煤粉的体积，𝑉𝑎为空气的体积，即
D=
𝑉
𝑐
𝑉𝑐+𝑉
𝑎
设风粉两相流的等效介电常数为ε，ε𝑐为煤粉的介电常数，ε𝑎为空气的介电常数
，得ε=ε𝑐+（1+D）ε𝑎
由上式可得煤粉的浓度D
D=
ε−ε
𝑎
ε𝑐−ε
𝑎
该方法虽然有很多优点，诸如属于非接触式测量，对流场干扰小；传感器结构
简单、成本低；对浓度信号变化响应快、灵敏度高；设备安全可靠易于安装等
但是它在实际应用中存在以下两个问题：
1）两相流动过程十分复杂,检测场内煤粉分布不均匀,流型变化快;
2）电容传感器检测场属于“软场”；有其固有的灵敏度分布不均匀性问题，使
测量结果不仅与煤粉浓度有关,而且受煤粉分布及流型变化的影响很大，测量误
差较大。