[發明專利]一種煤粉燃料顆粒特性測試裝置

在審

• 申請號: 202011280337.4
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112179818A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 喬正輝;許萬軍
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: G01N15/02
• 分類號: G01N15/02;G01N1/20
• 代理公司: 南京睿之博知識產權代理有限公司 32296
• 代理人: 劉菊蘭

1.一種煤粉燃料顆粒特性測試裝置，其特征在于：包括聲波發生系統、煤粉顆粒輸送系統、水浴溫控系統、顆粒條紋成像采集系統和數據后處理系統；

所述聲波發生系統包括信號發生器(11)、功率放大器(12)、聲波導管(14)、安裝在聲波導管(14)兩端的兩個相同的Helmholtz聲源(13)；

所述Helmholtz聲源(13)包括由揚聲器(131)、空腔(132)、通孔(133)和平板(134)組成的僅由通孔(133)與外界相連接的半封閉結構，揚聲器(131)和平板(134)分別位于空腔(132)兩端；所述空腔(32)的內徑大于通孔(133)的內徑；所述通孔(133)設置在平板(134)的中心上；

所述聲波導管(14)為透明的圓管，聲波導管(14)的內徑大于通孔(133)的內徑；將兩個相同的Helmholtz聲源(13)通過平板(134)密封地安裝在聲波導管(14)的兩端，用于保證通孔(133)與聲波導管(14)相連通；

用導線依次將信號發生器(11)、功率放大器(12)和揚聲器(131)連接成電學回路，用于保證通過調節信號發生器(11)的輸出頻率和功率放大器(12)的輸出電壓振幅，調節揚聲器(131)的輸入頻率和輸入電壓振幅，調節揚聲器(131)輻射的聲波經空腔(132)和通孔(133)作用后，從聲波導管(14)的兩端向內輻射兩束相向傳播的大振幅聲波，兩束聲波在聲波導管(14)內干涉形成擁有多個聲壓波腹和聲壓波節的一維的駐波聲場(15)，煤粉在駐波聲場(15)的聲壓波節位置形成顆粒條紋(42)；

煤粉顆粒輸送系統連接聲波發生系統，用于將煤粉輸送到聲波導管(14)中；

水浴溫控系統連接聲波發生系統，用于加熱聲波導管(14)中的煤粉；

顆粒條紋成像采集系統用于拍攝聲波導管(14)中顆粒條紋(42)的顆粒條紋圖片；

數據后處理系統連接顆粒條紋成像采集系統，用于對顆粒條紋圖片進行分析處理。

2.根據權利要求1所述的一種煤粉燃料顆粒特性測試裝置，其特征在于：所述煤粉顆粒輸送系統包括煤粉輸送管道(21)、煤粉風機(22)、煤粉風閥(23)、聲波導管(14)和煤粉輸送主管道(24)，用煤粉輸送管道(21)將煤粉風機(22)、煤粉風閥(23)、聲波導管(14)和煤粉輸送主管道(24)連接成密封的煤粉輸送回路；

利用煤粉風機(22)將煤粉從煤粉主管道(24)通過煤粉輸送管道(21)輸送到聲波導管(14)中，經聲波導管(14)內駐波聲場(15)的作用后，再由煤粉輸送管道(21)，將煤粉輸送回煤粉輸送主管道(24)；

所述煤粉輸送管道(21)外部作保溫處理，用于保證煤粉在煤粉輸送管道(21)內輸送過程中不降溫；

所述煤粉輸送管道(21)上增設外部熱源，用于當外界環境溫度過低且煤粉輸送管道(21)溫度太低時對煤粉加熱保溫。

3.根據權利要求1所述的一種煤粉燃料顆粒特性測試裝置，其特征在于：所述水浴溫控系統包括密封的安裝在聲波導管(14)外部的透明的玻璃套管(31)、熱水輸送管道(32)、熱水循環泵(33)、安裝在聲波導管(14)內煤粉風中的溫度傳感器(34)、溫控開關(35)、電源(36)、水槽(37)、安裝在水槽(37)中的電加熱(38)；

用熱水輸送管道(32)將熱水循環泵(33)、水槽(37)、玻璃套管(31)連接成水循環回路，用于保證在玻璃套管(31)內流過的熱水均勻加熱聲波導管(14)內的煤粉；

用導線將電加熱(38)、溫控開關(35)和電源(36)連接成加熱電學回路，溫度傳感器(34)連接到溫控開關(35)；

用溫度傳感器(34)控制溫控開關(35)的開關和閉合；當溫度傳感器(34)測得聲波導管(14)內煤粉溫度低于煤粉輸送管道(21)中煤粉溫度時，閉合溫控開關(35)，電加熱(38)開始工作，加熱水槽(37)中的循環水，直到溫度傳感器(34)測得的煤粉溫度等于煤粉輸送管道(21)中的煤粉溫度，之后斷開溫控開關(35)，保證聲波導管(14)內的煤粉溫度與煤粉輸送管道(21)中的煤粉溫度相等。