王泽民　李俊祥

(西安工业大学电子信息工程学院　西安　710021)



电容法粉尘浓度测量研究及有限元仿真*

王泽民李俊祥

(西安工业大学电子信息工程学院西安710021)

摘要针对电容法测量粉尘浓度的问题,分析了其测量原理,用有限元方法对平行板电容器测量的原理进行分析,使用ANSYS软件对电容传感器测量粉尘浓度进行二维及三维仿真,并通过ANSYS分析极板间的电位分布,其仿真结果为电容器结构设计提供了理论依据。

关键词粉尘测量; 电容传感器; 有限元方法; 仿真

Research and Finite Element Simulation of Dust Concentration Measurement by Capacitance Method

WANG ZeminLI Junxiang

(School of Electronic Information Engineering, Xi’an University of Technological, Xi’an710021)

AbstractIn view of the problem of measuring the dust concentration, the measuring principle and the principle of the parallel plate capacitor are analyzed by finite element method. ANSYS software is used to measure the dust concentration in the capacitance sensor. The electric potential distribution is analyzed by ANSYS. The simulation results provide a theoretical basis for the structure design of capacitor.

Key Wordsdust measurement, capacitance sensor, finite element method, simulation

Class NumberTP23

1引言

随着工业活动的不断增加,产生的大量粉尘会对人体、生产带来诸多影响,粉尘对人的肺部会造成不可逆转的损伤,对人的操作视线造成影响。同时空气中的粉尘可使精密仪器精确度下降,加快设备磨损,缩短其工作寿命,因此检测粉尘浓度就成了迫在眉睫的需求。电容法测量粉尘浓度的原理是当粉尘通过电容极板形成的敏感电场时,原本电极板间的等效介电常数变化将引起电极电容值相应的变化,这样使测量粉尘浓度问题转化为检测电容值的问题。该方法具有结构简单、被测对象限制少的优点[1]。

作为一种高级的建模分析方法,有限元的最大优点在于可以用有限的、相互关联的单元模拟无限的复杂体,无论多么复杂的几何体都能用相应的单元简化,从而建模分析计算出结果。使复杂的、感觉无处下手的工程问题简单化。ANSYS作为有限元分析软件之一,其多场……