[發明專利]測量氣液反應器內氣泡速度場的多電導探針裝置

在審

• 申請號: 201410031290.6
• 申請日: 2014-01-18
• 公開（公告）號: CN103808957A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 謝明輝;夏建業;鄒晨;黃志堅;周國忠
• 申請（專利權）人: 浙江長城減速機有限公司
• 主分類號: G01P5/08
• 分類號: G01P5/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及到通氣反應器的氣泡速度場的測量，特別是高通氣率情況下的氣液反應器內氣泡速度場的測量裝置。

背景技術

氣泡速度場對于提高氣液傳質能力以及理解反應器的性能具有重要的意義。目前測量氣液反應器內氣泡速度場主要利用粒子成像測速儀，它將氣泡作為示蹤粒子，通過互相關算法來獲得氣泡速度場，這種方法只能用于低氣含率的場所，一般是氣含率小于5％。但是很多氣液反應器，如攪拌式反應器經常具有較高的氣含率，這時就需要開發能夠在高氣含率下測量氣液反應器內氣泡速度場的工具。

目前已有雙電導探針用于測量氣液反應器內氣泡上升速度，對于反應劇烈的氣液反應器內氣泡運動是多維的、復雜的，不僅需要測量氣泡的上升速度，還需要測量氣泡的二維和三維速度，也就是要獲得氣泡的速度場。

發明內容

本發明要解決的技術問題是開發了多電導探針裝置，能夠測量氣液反應器內氣泡的二維和三維速度，即測量氣液反應器內氣泡速度場。

為了解決上述技術問題，所開發的測量氣液反應器內氣泡速度場的多電導探針裝置包括多電導探針、信號電路、采集系統和數據后處理程序，多電導探針置于氣液反應器內，外接信號電路，信號電路輸出部位與采集系統連接，采集系統再與電腦連接把從信號電路采集到的電壓信號傳遞給數據后處理程序進行計算處理，多電導探針端部是以一根電導探針為中心，另外在三維坐標系的三個方向再分別布置一根電導探針，根據需要調整電導探針與電導探針之間裸露端中心距離為0.3～2mm，電導探針由鉑金材料制成，每根電導探針的直徑為0.1～0.2mm，表面覆蓋綠色絕緣漆，電導探針頂部是直徑為20～50μm的裸露端。信號電路中包含了一個5V電源，正極連接多電導探針的外殼，負極連接每個電導探針，電源為高頻交流電源時，頻率為100KHz以上，電源為直流電源時，電源的正極還要接地，信號電路回路中包含了一個串聯其中的可調電阻。當電路采用直流電源時，須將電源正極接地以防止電極極化。工作過程中，當氣泡碰到電導探針頂部裸露端，信號電路中相應的電路會被斷開，在信號電路輸出部位產生高電壓信號。當氣泡離開電導探針頂部裸露端，信號電路中相應的電路又重新連接，信號電路輸出部位又回到正常電壓信號。采集系統把從信號電路采集到的電壓信號傳遞給數據后處理程序進行計算處理，電腦借助數據后處理程序獲得氣泡速度場信息。可以通過電腦輸出或直接使用。

本發明的有益效果在于對于反應劇烈的氣液反應器內氣泡運動，不僅能測量氣泡的上升速度，還能測量氣泡的二維和三維速度，也就是能測量到氣泡的速度場。

附圖說明

圖1表示本發明的測量氣液反應器內氣泡速度場的多電導探針裝置使用時的工作示意圖。

圖2表示圖1中測量氣液反應器內氣泡速度場的多電導探針裝置的多電導探針放大示意圖。

圖3表示數據后處理程序中的二值化示意圖。

圖4表示RT槳葉在通氣情況下攪拌形成的氣泡二維速度場。

圖5表示HBT+2WHd組合槳葉在通氣情況下攪拌形成的氣泡二維速度場。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的一種實施方式做以下說明。