[發明專利]一種沉積狀可燃粉塵卷揚特性的檢測裝置及方法

有效

• 申請號: 201710134429.3
• 申請日: 2017-03-08
• 公開（公告）號: CN106908358B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 田莉;王信群;蘇登;孔麗麗;高林杰
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G01N15/00
• 分類號: G01N15/00
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 杜立

1.一種沉積狀可燃粉塵卷揚特性的檢測裝置，由沉積狀可燃粉塵卷揚裝置、卷揚特性參數檢測系統組成，其特性在于：沉積狀可燃粉塵卷揚裝置包括：壓縮氣瓶（1），以及與壓縮氣瓶（1）相連的進氣管（2），所述的進氣管（2）上裝有電磁閥（3），該電磁閥（3）通過屏蔽線連接數據采集及控制系統（12），同時進氣管（2）另一端與截面為長方形、呈水平放置的沖擊波預形成管道（5）的進氣管口（4）相連，該沖擊波預形成管道（5）的另一端與截面相同且水平放置的沖擊波傳播管道（8）以法蘭連接，同時在法蘭中間安裝爆破片（7），上述的壓縮氣瓶（1）、進氣管（2）、電磁閥（3）、進氣管口（4）、沖擊波預形成管道（5）及爆破片（7）共同構成沖擊波產生裝置；所述的沖擊波傳播管道（8）的另一端通過法蘭與沉積狀可燃粉塵卷揚管道（10）首端連接，構成卷揚特性參數檢測管道；所述的沉積狀可燃粉塵卷揚管道（10）前后兩側分別安裝有第一觀察視窗（10-1）和第二觀察視窗（10-2），同時沉積狀可燃粉塵卷揚管道（10）下壁面安裝有可抽動鋼板（10-4），該可抽動鋼板（10-4）上鋪設有一定厚度的沉積狀粉塵（10-3）；所述的沉積狀可燃粉塵卷揚管道（10）尾端通過法蘭與圓筒狀、豎直放置的消納器（11）相連；

卷揚特性參數檢測系統包括：布置在沉積狀可燃粉塵卷揚管道（10）端口位置的激光發射和接收模塊陣列（9），該激光發射和接收模塊陣列（9）供電端及信號輸出端分別通過導線與電源（17）和信號放大器（13）相連，所述的激光發射和接收模塊（9-1）由位于同一光路的激光發射器（16）、聚焦透鏡（15）、激光接收二極管（14）組成；上述沖擊波傳播管道（8）和沉積狀可燃粉塵卷揚管道（10）上壁面端口位置分別安裝有第一沖擊波檢測壓力傳感器（6-1）、第二沖擊波檢測壓力傳感器（6-2）；上述的第一沖擊波檢測壓力傳感器（6-1）、第二沖擊波檢測壓力傳感器（6-2）及信號放大器（13）通過屏蔽線分別與數據采集及控制系統（12）相連；上述的激光發射和接收模塊陣列（9）中的激光發射和接收模塊數量可調，至少為兩組；上述的可抽動鋼板（10-4）與沉積狀可燃粉塵卷揚管道（10）的壁面完全貼合，沉積狀粉塵（10-3）布滿沉積狀可燃粉塵卷揚管道（10）下壁面。

2.一種使用如權利要求1所述的沉積狀可燃粉塵卷揚特性的檢測裝置檢測沉積狀可燃粉塵卷揚特性的方法包括以下步驟：

首先，在沖擊波預形成管道（5）末端法蘭中安裝一定爆破壓力的爆破片（7）；將一定厚度沉積狀粉塵（10-3）鋪設在可抽動鋼板（10-4）上；通過數據采集及控制系統（12）設定電磁閥（3）的觸發時間，并在數據采集及控制系統（12）中存儲爆破片的爆破壓力值及相應粉塵的濃度標定曲線，同時開啟電源（17）給激光發射和接收模塊陣列（9）供電；

其次，通過數據采集及控制系統（12）觸發電磁閥（3）動作，使壓縮氣體充入沖擊波預形成管道（5）；當沖擊波預形成管道（5）內壓力達到爆破片（7）爆破壓力時，爆破片破裂產生沖擊波；第一沖擊波檢測壓力傳感器（6-1）檢測值達到爆破壓力值后，數據采集及控制系統（12）立即再次發出信號，使電磁閥（3）停止動作；沖擊波在卷揚特性參數檢測管道中傳播，使沉積狀可燃粉塵卷揚管道（10）下壁面沉積狀粉塵（10-3）卷揚，第二沖擊波檢測壓力傳感器（6-2）、激光發射和接收模塊陣列（9）同步采集信號；沖擊波穿過卷揚特性參數檢測管道后被消納器（11）吸收；

下一步，實驗結果分析，記第二沖擊波檢測壓力傳感器檢測到沖擊波鋒面的時間為T₀，激光發射和接收模塊陣列（9）開始檢測到粉塵的時間為T_n（n=1、2…），激光發射和接收模塊（9-1）與沉積狀粉塵（10-3）的間距為H₀，相鄰激光發射和接收模塊的間距為H₁；

沉積狀粉塵接觸沖擊波鋒面后由沉積狀態至開始卷揚狀態的延遲時間△T=T₁-T₀；沉積狀粉塵與激光發射和接收模塊（9-1）之間的粉塵卷揚速度S₀= H₀/△T；相鄰兩個激光發射和接收模塊之間的粉塵卷揚速度S_n-1= H₁/(T_n-T_n-1)（n≥2）；

最后，清理檢測裝置；重復上述實驗步驟。