[发明专利]单颗粒反应测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种单颗粒反应测量装置，其特征在于：包括管式炉、气体预热装置、气体测量装置、温度测量装置、图像拍摄装置和数据处理单元，所述管式炉具有燃烧通道，所述气体预热装置与所述燃烧通道的入口相连通，所述气体测量装置与所述燃烧通道的出口相连通，所述温度测量装置伸入至所述燃烧通道内，所述温度测量装置位于所述燃烧通道内的部分能托住样品颗粒并测量所述样品颗粒的温度，所述图像拍摄装置位于所述管式炉的外部，所述图像拍摄装置能拍摄所述样品颗粒的火焰，所述气体测量装置、温度测量装置和图像拍摄装置与所述数据处理单元相连接。

2.如权利要求1所述的单颗粒反应测量装置，其特征在于：所述管式炉的周面上设有法兰安装孔，所述温度测量装置包括法兰和固定于所述法兰的中间的热电偶，所述法兰可拆卸安装于所述法兰安装孔中，所述热电偶的测量端位于所述燃烧通道内并能托住所述样品颗粒。

3.如权利要求1所述的单颗粒反应测量装置，其特征在于：所述管式炉的周面上还设有第一观察窗、第二观察窗，所述第一观察窗的外部设有光源，所述光源通过所述第一观察窗照射于所述样品颗粒，所述图像拍摄装置位于所述第二观察窗的外部，所述图像拍摄装置通过所述第二观察窗拍摄所述样品颗粒。

4.如权利要求1所述的单颗粒反应测量装置，其特征在于：所述单颗粒反应测量装置包括位于所述燃烧通道内的气体整流器，所述气体整流器位于所述气体预热装置与所述温度测量装置之间。

5.如权利要求1所述的单颗粒反应测量装置，其特征在于：所述气体测量装置与所述燃烧通道的出口之间设有气体冷却装置。

6.如权利要求5所述的单颗粒反应测量装置，其特征在于：所述气体冷却装置包括冷却管和包围所述冷却管的冷却箱，所述冷却管的入口与所述燃烧通道的出口相连通，所述冷却管的出口与所述气体测量装置相连通，所述冷却箱具有进入冷却水的冷却水入口和排出冷却水的冷却水出口。

7.如权利要求6所述的单颗粒反应测量装置，其特征在于：所述冷却管的出口还与排气管相连通，所述排气管远离所述冷却管的一端与气体处理装置相连通。

8.一种单颗粒反应测量方法，所述测量方法所适用的装置为权利要求1至7任一项所述的单颗粒反应测量装置，其特征在于，所述测量方法包括以下步骤：

将待燃烧的样品颗粒放在所述温度测量装置上，并将所述温度测量装置安装在所述管式炉上，使所述样品颗粒位于所述燃烧通道内；

确认所述样品颗粒位于所述图像拍摄装置的拍摄范围内；

确保所述气体预热装置、气体测量装置、温度测量装置、图像拍摄装置和数据处理单元均处于工作状态，控制所述气体预热装置至指定温度；

通过所述气体预热装置向所述燃烧通道内通入助燃气体，调整所述燃烧通道内的助燃气体的压力至预定范围内；

所述助燃气体与待燃烧的所述样品颗粒接触，使所述样品颗粒燃烧；

所述气体测量装置测量所述燃烧通道的出口流出的气体的成分，并将测得的气体成分数据发送给所述数据处理单元；

所述温度测量装置测量所述样品颗粒的温度，并将测得的温度数据发送给所述数据处理单元；

所述图像拍摄装置拍摄所述样品颗粒的火焰，并将拍得的火焰图案发送给所述数据处理单元。

9.如权利要求8所述的单颗粒反应测量方法，其特征在于，所述温度测量装置包括热电偶，

将待燃烧的所述样品颗粒放在所述温度测量装置位于所述燃烧通道内的部分，包括：

将所述样品颗粒打孔，将所述样品颗粒固定于所述热电偶的测量端。

10.如权利要求8所述的单颗粒反应测量方法，其特征在于，

所述图像拍摄装置拍摄所述样品颗粒的火焰，并将拍得的火焰图案发送给所述数据处理单元；包括：

所述数据处理单元将接收到的所述火焰图案使用单色法处理，求得火焰的温度。