[發明專利]基于壓電傳感器的顆粒粒度分布在線測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201210073200.0
• 申請日: 2012-03-19
• 公開（公告）號: CN102608005A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 閆勇;高凌君
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G01N15/02
• 分類號: G01N15/02
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 史雙元

1.一種基于壓電傳感器的顆粒粒度分布在線測量裝置，其特征在于，所述基于壓電傳感器的顆粒粒度分布在線測量裝置為在氣固兩相流管道(1)的中部插入碰撞感應探針(3)，碰撞感應探針(3)在顆粒流場(2)中部；碰撞感應探針(3)末端安裝有壓電傳感器(4)，信號調理板和數據采集模塊(5)與壓電傳感器(4)固定在一起并封裝在系統封裝(6)內；信號處理系統(7)與信號調理板和數據采集模塊(5)連接。

2.根據權利要求1所述基于壓電傳感器的顆粒粒度分布在線測量裝置，其特征在于，所述碰撞感應探針形狀設計為V型，感應探針斜面與管道橫截面之間的角度α為40°至50°，使碰撞感應探針后的反彈顆粒不阻礙流體的運動。

3.根據權利要求1所述基于壓電傳感器的顆粒粒度分布在線測量裝置，其特征在于，所述碰撞感應探針的長度為管道直徑的三分之一到三分之二。

4.根據權利要求1所述基于壓電傳感器的顆粒粒度分布在線測量裝置，其特征在于，所述碰撞感應探針的V型碰撞面由不銹鋼制成，并鍍有陶瓷以增加耐磨性。

5.根據權利要求1所述基于壓電傳感器的顆粒粒度分布在線測量裝置，其特征在于，所述壓電傳感器為壓電陶瓷或者壓電薄膜，以達到長時間連續使用的目的。

6.根據權利要求1所述基于壓電傳感器的顆粒粒度分布在線測量裝置，其特征在于，所述信號處理系統由碰撞粒度模型和用戶界面構成；信號處理系統得到碰撞信號的強度后利用碰撞信號與粒度的數學模型進而得到管道內顆粒的粒度分布。

7.一種基于壓電傳感器的顆粒粒度分布在線測量方法，其特征在于，該方法是插入氣固兩相流管道(1)中部的碰撞感應探針(3)將被顆粒碰撞的信號傳輸給壓電傳感器(4)，壓電傳感器(4)通過信號調理板和數據采集模塊(5)輸入到信號處理系統(7)進行處理分析，得到碰撞信號的強度，信號處理系統(7)利用碰撞信號與粒度的數學模型進而得到管道內顆粒的粒度分布，并通過用戶界面顯示；其中，碰撞信號的強度和顆粒粒度之間的關系由如下模型給出：

V=hsg33Kv6/5d2---(1)]]>

其中，v為碰撞信號的強度，h為壓電材料厚度，S是感應面積，g₃₃為壓電電壓常數，K為碰撞材料的碰撞常數，v為顆粒速度，d為顆粒粒度；壓電傳感器參數h，S和g₃₃由所用壓電材料來確定；碰撞常數K通過系統標定來確定；顆粒速度v通過測量氣流速度來估計；在實時監測系統中，顆粒的粒度分布顯示在用戶界面中，當用戶界面中的顆粒個數累計到具有統計意義數目時，將整個用戶界面的統計信息輸出，并根據新進的顆粒信息進行數據更新，從而實現在線實時監測。