[發(fā)明專利]一種煤粉燃料顆粒特性測試裝置

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• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112179818A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)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

本發(fā)明公開了一種煤粉燃料顆粒特性測試裝置，其特征在于：包括聲波發(fā)生系統(tǒng)、煤粉顆粒輸送系統(tǒng)、水浴溫控系統(tǒng)、顆粒條紋成像采集系統(tǒng)和數據后處理系統(tǒng)；通過提取顆粒條紋圖片的光強信息，獲得無量綱化的與顆粒條紋上位置變量對應的不同位置顆粒數量相對大小的無量綱數據信息；實驗出顆粒條紋圖片上相鄰兩個條紋之間的間距，經顆粒條紋間距公式計算，得出顆粒直徑；多次改變頻率和聲壓強度，獲得多種頻率工況下的煤粉不同粒徑顆粒數量占比，經求和平均值運算后，得出更為準確的煤粉燃料顆粒特性。本發(fā)明提出了一種無接觸間接測試煤粉燃燒顆粒粒比度的新方法(包括粒徑分布和對應數量占比)，便于在線同步測試輸送煤粉的粒徑分布。

技術領域

本發(fā)明涉及一種煤粉燃料顆粒特性測試裝置，屬于不同粒徑微顆粒濃度測試領域。

背景技術

煤粉燃料顆粒特性，也稱為煤粉燃料顆粒的粒比度，具體是指任意樣本煤粉中不同粒徑尺寸顆粒的數量占比。工程中通常使用的多層多目篩子的稱重法，測試粒徑范圍區(qū)間尺寸較大，如果使用更為窄的劃分粒徑范圍區(qū)間，篩子層數會顯著增加，大大提高測試技術的工作量和施工難度，在火力電廠鍋爐氣力輸煤管道中，準確在線測試出煤粉燃料顆粒特性對于指導電廠鍋爐高效運行意義重大。

發(fā)明內容

發(fā)明目的：為了克服現有技術中存在的問題，本發(fā)明提供一種煤粉燃料顆粒特性測試裝置，本發(fā)明通過變量操控煤粉顆粒條紋間距，計算燃煤顆粒粒徑尺寸分布，借助條紋圖片光強與數量濃度的一一對應關系，獲得煤粉燃料顆粒粒比度，測量精度非常高。

技術方案：為實現上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為：

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

所述聲波發(fā)生系統(tǒng)包括信號發(fā)生器、功率放大器、聲波導管、安裝在聲波導管兩端的兩個相同的Helmholtz聲源；

所述Helmholtz聲源包括由揚聲器、空腔、通孔和平板組成的僅由通孔與外界相連接的半封閉結構，揚聲器和平板分別位于空腔兩端；所述空腔的內徑大于通孔的內徑；所述通孔設置在平板的中心上；

所述聲波導管為透明的圓管，聲波導管的內徑大于通孔的內徑；將兩個相同的Helmholtz聲源通過平板密封地安裝在聲波導管的兩端，用于保證通孔與聲波導管相連通；

用導線依次將信號發(fā)生器、功率放大器和揚聲器連接成電學回路，用于保證通過調節(jié)信號發(fā)生器的輸出頻率和功率放大器的輸出電壓振幅，調節(jié)揚聲器的輸入頻率和輸入電壓振幅，調節(jié)揚聲器輻射的聲波經空腔和通孔作用后，從聲波導管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內干涉形成擁有多個聲壓波腹和聲壓波節(jié)的一維的駐波聲場，煤粉在駐波聲場的聲壓波節(jié)位置形成顆粒條紋；

煤粉顆粒輸送系統(tǒng)連接聲波發(fā)生系統(tǒng)，用于將煤粉輸送到聲波導管中；

水浴溫控系統(tǒng)連接聲波發(fā)生系統(tǒng)，用于加熱聲波導管中的煤粉；

顆粒條紋成像采集系統(tǒng)用于拍攝聲波導管中顆粒條紋的顆粒條紋圖片；

數據后處理系統(tǒng)連接顆粒條紋成像采集系統(tǒng)，用于對顆粒條紋圖片進行分析處理。

優(yōu)選地：所述煤粉顆粒輸送系統(tǒng)包括煤粉輸送管道、煤粉風機、煤粉風閥、聲波導管和煤粉輸送主管道，用煤粉輸送管道將煤粉風機、煤粉風閥、聲波導管和煤粉輸送主管道連接成密封的煤粉輸送回路；

利用煤粉風機將煤粉從煤粉主管道通過煤粉輸送管道輸送到聲波導管中，經聲波導管內駐波聲場的作用后，再由煤粉輸送管道，將煤粉輸送回煤粉輸送主管道；

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