气固两相流广泛存在于工业生产的材料输送中,静电法由于具有成本低、易检测、适应性强等优点而被广泛应用在两相流的测量中。基于静电感应原理, 采用有限元分析法对传感器的结构参数(管壁厚度、电极宽度、电荷、位置等)进行了设定;在不同电极宽度下,对传感器的空间灵敏度进行了研究;根据静电传感器的静动态特性,研究分析了传感器的幅频特性。经仿真实验得出:静电传感器在空间频域上具有低通滤波特性;粒子通过管道时,越靠近管道中心,空间频带越窄;粒子在管道中的速度越快,传感器的频带越宽;电极的轴向长度越长,信号的振幅越大。在确定电极宽度的情况下,可以得到电极在管道内的最佳感测范围。

静电电压表对测量交直流高压有着非常重要的作用。为了实现高电压静电电压表的精确测量，提出并制备了一种采用法布里珀罗(FP)腔干涉原理的静电电压传感器。所设计的传感器电极与高压电极构成一组静电电压测量电极，此传感器的FP腔由光纤准直器和外侧镀铝的聚酯膜构成，当在高压电极施加载荷时，聚酯膜与高压电极之间产生均匀电场，在电场力作用下聚酯膜产生形变，从而改变FP腔的腔长，造成FP传感器的输出光谱偏移，采用相位解调法获得高压电极上施加的载荷，实现电压的静电测量。实验结果表明：可实现5~16 kV直流高压和交流高压有效值的测量，5~10 kV范围测量精度为1.21%，10~16 kV的测量精度为0.61%。此传感器满足高电压的测量要求。