[發明專利]一種顆粒粒度在線測量系統

在審

• 申請號: 201710353981.1
• 申請日: 2017-05-18
• 公開（公告）號: CN107101918A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 吳學成;周永剛;陳玲紅;邱坤贊;高翔;岑可法;趙亮
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N15/02
• 分類號: G01N15/02
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明涉及氣固兩相流在線測量領域，具體涉及一種顆粒粒度在線測量系統。

背景技術

氣流輸送是利用氣流的能量在密閉管道內沿氣流方向輸送固體顆粒物物料，是一種利用氣流在管道中輸送固體顆粒物的有效方法，是工業生產過程中的一項重要技術，廣泛應用于各種工業部門的粒料、粉料的輸送和干燥工藝中。

目前工業現場應用最為廣泛的顆粒粒度測量方法是篩分法，將取樣得到的顆粒樣品放置在多種粒級的標準篩上，通過機械振動曬分出不同粒徑，再分別稱重，統計各粒級占總樣品的質量分布得到顆粒的粒度分布。篩分法測量原理簡單，結果可靠，但是需要采樣處理，對采樣代表性要求高，測量結果滯后性大。

現有的在線顆粒粒度檢測技術中，激光粒度儀測量顆粒粒度以其測量速度快，結果準確的優勢逐漸受到廣泛關注，但是由于激光粒度儀設備昂貴，對環境要求高，存在鏡頭易污染和安裝復雜的缺點，工業現場適應性差，導致在線測量能力受到限制。

CN102608005A的專利公開說明書公開了一種基于壓電傳感器的顆粒粒度分布在線測量裝置及方法。該顆粒粒度分布在線測量裝置為在氣固兩相流管道的中部插入碰撞感應探針，碰撞感應探針裝有壓電傳感器，信號調理板和數據采集模塊與壓電傳感器和信號處理系統連接，當固體顆粒撞擊感應探針時壓電傳感器感應到顆粒碰撞信號并送至信號調理板和數據采集模塊，再通過信號處理軟件和碰撞粒度模型得到顆粒粒度分布。但有些壓電傳感器的壓電材料需要防潮措施，而且輸出的直流響應差，工業現場適用性較差。

CN101430269A的專利公開說明書公開了一種氣力輸送管道中煤粉濃度及相分布的實時檢測裝置。該檢測裝置的傳感器復合管段通過法蘭、密封墊片連接在被測工藝管道上，傳感器的點狀γ源布置在傳感器復合管段軸線上，γ源準直器的γ射線出射角為360°平面出射，出射平面與傳感器復合管段軸線垂直，γ射線探測器由n個各配靜電計的獨立電離室構成與傳感測量管段同軸的環形電離室陣列。但該發明使用的γ射線具有輻射，長期使用不利于操作人員的健康。

發明內容

本發明提供了一種顆粒粒度在線測量系統，可以通過負壓抽吸和間歇回樣，實現固體顆粒物的粒度分布的長期在線測量，結果準確及時。

一種顆粒粒度在線測量系統，包括零氣發生器、取樣裝置、混合管、測量裝置、真空泵、分離裝置和集樣裝置，其中：

所述零氣發生器用于提供潔凈的壓縮氣體；

所述取樣裝置包括互相連通的取樣管和出樣管，取樣管與出樣管之間設有取樣閥，出樣管與混合管連通；

所述取樣管和混合管均與所述零氣發生器連通，一方面，可利用潔凈的壓縮氣體在測量前吹掃取樣管，防止其堵塞；另一方面，可使潔凈的壓縮氣體與固體顆粒物混合形成氣固混合物；

所述測量裝置包括殼體，所述混合管的出口在殼體內與分離裝置的入口相對，殼體內兩側對應設有激光發生裝置和光電傳感器，殼體與激光發生裝置、光電傳感器的連接處設有光學視窗，殼體上設有吹掃光學視窗的的氣簾裝置，氣簾裝置與所述零氣發生器連通；

所述激光發生裝置包括激光器和激光準直降噪模塊，可以產生準直激光，并將準直激光傳輸至測量區域；

所述光電傳感器為CCD或CMOS，可以記錄干涉圖像，并將干涉圖像傳輸至計算機處理得到固體顆粒物的粒度分布；

氣固混合物經混合管的出口進入殼體，激光發生裝置產生的準直激光遇到固體顆粒物的阻擋時，部分準直激光發生散射現象，散射角的大小與固體顆粒物的大小有關，散射光又與未發生散射現象的準直激光發生干涉現象，光電傳感器將干涉圖像傳輸至計算機，得到固體顆粒物的粒度分布；

所述分離裝置包括旋風分離器，所述旋風分離器上部與真空泵連通，旋風分離器底部與集樣裝置連通；

所述集樣裝置上部帶有與零氣發生器連通的壓縮氣體管路，集樣裝置底部帶有回樣管，潔凈的壓縮氣體利用回樣管輸送集樣裝置中的固體顆粒物；

所述真空泵用于抽吸壓縮氣體，使殼體內形成負壓環境，并使氣固混合物在所述分離裝置中分離成壓縮氣體和固體顆粒物，固體顆粒物沉積到所述集樣裝置中。

優選地，所述的混合管的出口與分離裝置的入口的間距不小于20mm。

優選地，所述的殼體上還設有觀察視窗。

優選地，所述的分離裝置的入口管路中還設有回收管，回收管的直徑沿物料流動方向逐漸減小，回收管可以回收測量過的氣固混合物，防止氣固混合物污染光學視窗和觀察視窗，也便于真空泵將固體顆粒物抽吸送至分離裝置。