[发明专利]一种颗粒粒度在线测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及气固两相流在线测量领域，具体涉及一种颗粒粒度在线测量系统。

背景技术

气流输送是利用气流的能量在密闭管道内沿气流方向输送固体颗粒物物料，是一种利用气流在管道中输送固体颗粒物的有效方法，是工业生产过程中的一项重要技术，广泛应用于各种工业部门的粒料、粉料的输送和干燥工艺中。

目前工业现场应用最为广泛的颗粒粒度测量方法是筛分法，将取样得到的颗粒样品放置在多种粒级的标准筛上，通过机械振动晒分出不同粒径，再分别称重，统计各粒级占总样品的质量分布得到颗粒的粒度分布。筛分法测量原理简单，结果可靠，但是需要采样处理，对采样代表性要求高，测量结果滞后性大。

现有的在线颗粒粒度检测技术中，激光粒度仪测量颗粒粒度以其测量速度快，结果准确的优势逐渐受到广泛关注，但是由于激光粒度仪设备昂贵，对环境要求高，存在镜头易污染和安装复杂的缺点，工业现场适应性差，导致在线测量能力受到限制。

CN102608005A的专利公开说明书公开了一种基于压电传感器的颗粒粒度分布在线测量装置及方法。该颗粒粒度分布在线测量装置为在气固两相流管道的中部插入碰撞感应探针，碰撞感应探针装有压电传感器，信号调理板和数据采集模块与压电传感器和信号处理系统连接，当固体颗粒撞击感应探针时压电传感器感应到颗粒碰撞信号并送至信号调理板和数据采集模块，再通过信号处理软件和碰撞粒度模型得到颗粒粒度分布。但有些压电传感器的压电材料需要防潮措施，而且输出的直流响应差，工业现场适用性较差。

CN101430269A的专利公开说明书公开了一种气力输送管道中煤粉浓度及相分布的实时检测装置。该检测装置的传感器复合管段通过法兰、密封垫片连接在被测工艺管道上，传感器的点状γ源布置在传感器复合管段轴线上，γ源准直器的γ射线出射角为360°平面出射，出射平面与传感器复合管段轴线垂直，γ射线探测器由n个各配静电计的独立电离室构成与传感测量管段同轴的环形电离室阵列。但该发明使用的γ射线具有辐射，长期使用不利于操作人员的健康。

发明内容

本发明提供了一种颗粒粒度在线测量系统，可以通过负压抽吸和间歇回样，实现固体颗粒物的粒度分布的长期在线测量，结果准确及时。

一种颗粒粒度在线测量系统，包括零气发生器、取样装置、混合管、测量装置、真空泵、分离装置和集样装置，其中：

所述零气发生器用于提供洁净的压缩气体；

所述取样装置包括互相连通的取样管和出样管，取样管与出样管之间设有取样阀，出样管与混合管连通；

所述取样管和混合管均与所述零气发生器连通，一方面，可利用洁净的压缩气体在测量前吹扫取样管，防止其堵塞；另一方面，可使洁净的压缩气体与固体颗粒物混合形成气固混合物；

所述测量装置包括壳体，所述混合管的出口在壳体内与分离装置的入口相对，壳体内两侧对应设有激光发生装置和光电传感器，壳体与激光发生装置、光电传感器的连接处设有光学视窗，壳体上设有吹扫光学视窗的的气帘装置，气帘装置与所述零气发生器连通；

所述激光发生装置包括激光器和激光准直降噪模块，可以产生准直激光，并将准直激光传输至测量区域；

所述光电传感器为CCD或CMOS，可以记录干涉图像，并将干涉图像传输至计算机处理得到固体颗粒物的粒度分布；

气固混合物经混合管的出口进入壳体，激光发生装置产生的准直激光遇到固体颗粒物的阻挡时，部分准直激光发生散射现象，散射角的大小与固体颗粒物的大小有关，散射光又与未发生散射现象的准直激光发生干涉现象，光电传感器将干涉图像传输至计算机，得到固体颗粒物的粒度分布；

所述分离装置包括旋风分离器，所述旋风分离器上部与真空泵连通，旋风分离器底部与集样装置连通；

所述集样装置上部带有与零气发生器连通的压缩气体管路，集样装置底部带有回样管，洁净的压缩气体利用回样管输送集样装置中的固体颗粒物；

所述真空泵用于抽吸压缩气体，使壳体内形成负压环境，并使气固混合物在所述分离装置中分离成压缩气体和固体颗粒物，固体颗粒物沉积到所述集样装置中。

优选地，所述的混合管的出口与分离装置的入口的间距不小于20mm。

优选地，所述的壳体上还设有观察视窗。

优选地，所述的分离装置的入口管路中还设有回收管，回收管的直径沿物料流动方向逐渐减小，回收管可以回收测量过的气固混合物，防止气固混合物污染光学视窗和观察视窗，也便于真空泵将固体颗粒物抽吸送至分离装置。