Neuartige kapazitive Sensoren für die Visualisierung von MehrphasenströmungenNovel Capacitive Sensors for the Visualization of Multi-Phase Flows

Zusammenfassung In diesem Beitrag werden zwei neuartige bildgebende Sensoren zur Untersuchung von Mehrphasenströmungen beschrieben – der kapazitive Gittersensor und der kapazitive Flächensensor. Beide Sensoren basieren auf einer matrixförmigen Anordnung von Messelementen, mit denen die elektrische Kapazität eines umgebenden Fluides sehr schnell abgetastet wird. Dadurch sind diese Sensoren in der Lage, zeitlich und räumlich hochaufgelöste Bilder der Phasenverteilung einer Mehrphasenströmung zu erzeugen. Die Sensoren und die zugehörige Messelektronik werden präsentiert. Darüber hinaus werden ausgewählte Ergebnisse von Strömungsvisualisierungen dargestellt und diskutiert.

[1]  Wuqiang Yang,et al.  New AC-based capacitance tomography system , 1999 .

[2]  L. Desbat,et al.  Development and Validation of an X‐ray Tomograph for Two‐Phase Flow , 2002, Annals of the New York Academy of Sciences.

[3]  Horst-Michael Prasser,et al.  Wire-mesh sensors for high-resolving two-phase flow studies at high pressures and temperatures , 2007 .

[4]  Klaus Bauckhage Gleichzeitige Erfassung von Partikelmerkmalen und Eigenschaften mehrphasiger Strömungen mit Hilfe der Phasen‐Doppler‐Anemometrie , 1996 .

[5]  R. Adrian Particle-Imaging Techniques for Experimental Fluid Mechanics , 1991 .

[6]  Kishore Sundara-Rajan,et al.  Interdigital sensors and transducers , 2004, Proceedings of the IEEE.

[7]  Jiyuan Tu,et al.  Gas-liquid flows , 2009 .

[8]  F. Zimmermann,et al.  High resolution gamma ray tomography scanner for flow measurement and non-destructive testing applications. , 2007, The Review of scientific instruments.

[9]  U. Hampel,et al.  Capacitance wire-mesh sensor for fast measurement of phase fraction distributions , 2007 .

[10]  Trevor A. York,et al.  Status of electrical tomography in industrial applications , 2001, SPIE Optics East.

[11]  Uwe Hampel,et al.  Planar Array Sensor for High-speed Component Distribution Imaging in Fluid Flow Applications , 2007, Sensors.

[12]  H. Prasser,et al.  A new electrode-mesh tomograph for gas–liquid flows , 1998 .

[13]  Daniel Watzenig Sequenzielles Monte-Carlo-Filter zur zweidimensionalen Rekonstruktion von Materialinhomogenitäten in Mehrphasenströmungen (Sequential Monte Carlo Filter for Two-Dimensional Reconstruction of Material Inhomogeneities in Multiple Phase Flow Fields) , 2008 .

[14]  Gabriel Wild,et al.  Measuring Techniques in Gas—Liquid and Gas—Liquid—Solid Reactors , 2003 .