[發明專利]熱解過程中固體顆粒測量裝置及方法

在審

• 申請號: 202110793302.9
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113533240A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 齊飛;周忠岳;劉訓臣
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01N21/35
• 分類號: G01N21/35
• 代理公司: 上海上谷知識產權代理有限公司 31342
• 代理人: 姜龍

1.一種熱解過程中固體顆粒測量裝置，用于測量熱解過程中固體顆粒的物理形態及組分，其特征在于，所述測量裝置包括吸收池、攝影設備、紅外光激光器、透鏡、第一紅外光探測器以及第二紅外光探測器，

所述吸收池用于燃燒待測量的物質并設有反射元件，所述攝影設備與所述吸收池配合并用于拍攝所述物質的燃燒狀態；

所述紅外光激光器、透鏡、第一紅外光探測器以及第二紅外光探測器布置成所述紅外光激光器發出的紅外光經過所述透鏡后形成紅外光折射光和紅外光反射光，所述紅外光反射光由所述第一紅外光探測器接收，所述紅外光折射光射入所述吸收池并在所述吸收池內經由所述反射元件多次反射后射出所述吸收池并由所述第二紅外光探測器接收。

2.根據權利要求1所述的測量裝置，其特征在于，所述測量裝置包括至少一個反射鏡，所述至少一個反射鏡安裝于所述紅外光反射光和/或所述紅外光折射光的光路上并用于改變所述紅外光反射光和/或所述紅外光折射光的傳播方向。

3.根據權利要求1所述的測量裝置，其特征在于，所述吸收池的側壁設有至少一個透視窗，所述攝影設備安裝于所述透視窗的外側并與所述透視窗配合以拍攝所述吸收池內的物質的燃燒狀態。

4.根據權利要求1所述的測量裝置，其特征在于，所述測量裝置還包括第一反射鏡、第二反射鏡和第三反射鏡，所述第一反射鏡設置于所述吸收池的入口光路上并用于改變從所述透鏡出來的紅外光折射光的傳播方向，所述第二反射鏡設置于所述第一紅外光探測器的進入光路上并用于改變經所述透鏡反射的紅外光反射光的傳播方向，以及所述第三反射鏡設置于所述吸收池的出口光路上并用于改變從所述吸收池出來的光的傳播方向。

5.根據權利要求1所述的測量裝置，其特征在于，所述測量裝置還包括可見光激光器，所述可見光激光器發出的光經過所述透鏡后形成可見光反射光和可見光折射光，所述可見光反射光與所述紅外光折射光重合，所述可見光折射光與所述紅外光反射光重合。

6.根據權利要求5所述的測量裝置，其特征在于，所述測量裝置還包括第四反射鏡、多個第五反射鏡、第六反射鏡以及第七反射鏡，所述第四反射鏡設置于所述可見光激光器的出口光路上并用于改變進入所述透鏡的可見光的傳播方向，所述多個第五反射鏡設置于所述透鏡與所述吸收池之間并用于改變所述透鏡到所述吸收池的光的傳播方向，所述第六反射鏡設置于所述吸收池的出口光路上并用于改變從所述吸收池到所述第二紅外光探測器的光的傳播方向，以及所述第七反射鏡設置于所述第一紅外光探測器的進入光路上并用于改變經所述透鏡反射的光的傳播方向。

7.根據權利要求1所述的測量裝置，其特征在于，所述吸收池內設有第一柱面鏡和第二柱面鏡，所述第一柱面鏡和所述第二柱面鏡在所述吸收池內相對布置并分別位于吸收池的入口光路和出口光路上，其中所述第一柱面鏡設有光線入口，所述第二柱面鏡設有光線出口，進入吸收池的光經過所述光線入口以后在所述第一柱面鏡和所述第二柱面鏡之間多次反射后經由所述光線出口離開所述吸收池。

在一個實施例中，所述第一柱面鏡和所述第二柱面鏡的反射面的投影布置在同一個圓上。

在一個實施例中，所述第一柱面鏡和所述第二柱面鏡均為邊長位于50-200mm之間，曲率半徑400mm的方形柱面鏡。

8.根據權利要求1所述的測量裝置，其特征在于，所述測量裝置還包括加熱器，所述加熱器設置于所述吸收池內并用于對待測量的物質進行加熱；較佳地，所述加熱器為碳化硅加熱片。

在一個實施例中，所述加熱器布置在所述第一柱面鏡和第二柱面鏡之間，并優選布置在所述第一柱面鏡和所述第二柱面鏡的中心位置。

9.根據權利要求8所述的測量裝置，其特征在于，所述測量裝置還包括控溫儀，所述控溫儀與所述加熱器電路連接并用于調節所述加熱器的溫度。