[发明专利]一种颗粒粒度在线原位测量探针

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原位测量探针。

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颗粒状物料，是一种利用气流在管道中输送颗粒状固体的有效方法，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，导致原位测量能力受到限制。

CN102323193A的专利公开说明书公开了一种激光散射法空气颗粒分布测量方法及装置，该装置包括带有测量腔和空气管道的气泵、设置在空气管道出口的测量腔一侧的激光器、设置在空气管道出口的测量腔内另一侧的陷光区、设置在空气管道出口的测量腔内一侧的带焦对焦透镜的光电探测传感器、与光电探测传感器的电信号输出相连的微电脑控制装置、显示屏，显示屏的电信号输入与微电脑控制装置的电信号输出相连，光电探测传感器采用高灵敏度雪崩二极管。但该装置的缺陷在于没有提供装置用于保护透镜，导致其易受污染。

CN10544515A的专利公开说明书公开了一种使用激光方法检测固体物料颗粒流成分的测量室，包括设置有观察通道、落料通道、激光通道、收光通道的测量室主体以及设置在观察通道两端的观察窗口、分别设置在落料通道上下端的下料口装置和出料口、设置在激光通道出口的聚焦装置、设置在收光通道出口的收光探头。虽然，该发明在聚焦镜片、收光镜头和观察窗口的物料侧设置了保护气帘，避免各镜片不被污染，但是，该装置需要将用于被激光检测的颗粒流从输粉管道中取出，不能实现在线测量。

发明内容

本发明提供了一种颗粒粒度在线原位测量探针，基于激光粒度测量原理，实现工业现场的固体颗粒物的粒度数据的在线原位测量，测量过程无需采样，测量结果准确及时，节能效果突出。

一种颗粒粒度在线原位测量探针，包括带有稀释流道的壳体，所述的稀释流道沿物料流动的入口处设有气体入口；气体入口上方的稀释流道两壁分别设有透镜和镜头，对应透镜的一侧设置激光发生装置，对应镜头的一侧设置光电传感器；稀释流道内还设有吹扫透镜和/或镜头的气帘装置，气体入口和气帘装置分别与气体发生器连通。

所述的气体发生器用于提供洁净的压缩气体，不仅可以与固体颗粒物混合，形成气固混合物；还可以吹扫透镜和镜头，防止透镜和镜头污染。

所述的激光发生装置包括光纤头，透镜将光纤头发出的点光源扩束成平行光。

所述的光电传感器为CCD或CMOS，记录干涉图像，并将干涉图像传输至计算机，经计算机处理得到固体颗粒物的粒度数据。

固体颗粒物进入稀释流道，气体发生器提供的洁净的压缩气体从气体入口喷出，固体颗粒物与洁净的压缩气体在稀释流道中充分混合稀释，形成气固混合物后，进行光学测量。

测量过程中，光纤头发出的点光源经透镜扩束成平行光，平行光遇到固体颗粒物的阻碍发生散射现象，散射角的大小与固体颗粒物的大小有关，散射光又与参考光发生干涉现象，光电传感器记录干涉图像，并将干涉图像传输至计算机，使用计算机程序进一步处理，即可得到固体颗粒物的粒度数据。

气帘装置喷出洁净的压缩气体，吹扫透镜和镜头，防止透镜和镜头污染。

测量后的气固混合物流出颗粒粒度在线原位测量探针。

优选地，所述的气体入口为至少2个，分别设置于稀释流道沿物料流动方向的入口处的两侧。

优选地，所述的气体入口设有气体喷嘴。

所述的气体喷嘴的朝向与物料流动方向一致。

优选地，所述的稀释流道的入口处设有倾斜的侧板，所述的气体入口设于侧板上，侧板、稀释流道侧壁与壳体之间形成气流腔，所述的气帘装置设于气流腔上部，所述的气流腔与气体发生器连通。

优选地，所述的气帘装置设有气体喷嘴。

优选地，所述的气体喷嘴均设有静电消除装置。

优选地，所述的静电消除装置为离子风嘴。

所述的颗粒粒度在线原位测量探针若干个串联后使用，每个颗粒粒度在线原位测量探针独立工作，互不干扰，能够实现不同工业环境的需求。