[发明专利]基于压电传感器的颗粒粒度分布在线测量装置及方法

权利要求书

1.一种基于压电传感器的颗粒粒度分布在线测量装置，其特征在于，所述基于压电传感器的颗粒粒度分布在线测量装置为在气固两相流管道(1)的中部插入碰撞感应探针(3)，碰撞感应探针(3)在颗粒流场(2)中部；碰撞感应探针(3)末端安装有压电传感器(4)，信号调理板和数据采集模块(5)与压电传感器(4)固定在一起并封装在系统封装(6)内；信号处理系统(7)与信号调理板和数据采集模块(5)连接。

2.根据权利要求1所述基于压电传感器的颗粒粒度分布在线测量装置，其特征在于，所述碰撞感应探针形状设计为V型，感应探针斜面与管道横截面之间的角度α为40°至50°，使碰撞感应探针后的反弹颗粒不阻碍流体的运动。

3.根据权利要求1所述基于压电传感器的颗粒粒度分布在线测量装置，其特征在于，所述碰撞感应探针的长度为管道直径的三分之一到三分之二。

4.根据权利要求1所述基于压电传感器的颗粒粒度分布在线测量装置，其特征在于，所述碰撞感应探针的V型碰撞面由不锈钢制成，并镀有陶瓷以增加耐磨性。

5.根据权利要求1所述基于压电传感器的颗粒粒度分布在线测量装置，其特征在于，所述压电传感器为压电陶瓷或者压电薄膜，以达到长时间连续使用的目的。

6.根据权利要求1所述基于压电传感器的颗粒粒度分布在线测量装置，其特征在于，所述信号处理系统由碰撞粒度模型和用户界面构成；信号处理系统得到碰撞信号的强度后利用碰撞信号与粒度的数学模型进而得到管道内颗粒的粒度分布。

7.一种基于压电传感器的颗粒粒度分布在线测量方法，其特征在于，该方法是插入气固两相流管道(1)中部的碰撞感应探针(3)将被颗粒碰撞的信号传输给压电传感器(4)，压电传感器(4)通过信号调理板和数据采集模块(5)输入到信号处理系统(7)进行处理分析，得到碰撞信号的强度，信号处理系统(7)利用碰撞信号与粒度的数学模型进而得到管道内颗粒的粒度分布，并通过用户界面显示；其中，碰撞信号的强度和颗粒粒度之间的关系由如下模型给出：

V=hsg33Kv6/5d2---(1)]]>

其中，v为碰撞信号的强度，h为压电材料厚度，S是感应面积，g₃₃为压电电压常数，K为碰撞材料的碰撞常数，v为颗粒速度，d为颗粒粒度；压电传感器参数h，S和g₃₃由所用压电材料来确定；碰撞常数K通过系统标定来确定；颗粒速度v通过测量气流速度来估计；在实时监测系统中，颗粒的粒度分布显示在用户界面中，当用户界面中的颗粒个数累计到具有统计意义数目时，将整个用户界面的统计信息输出，并根据新进的颗粒信息进行数据更新，从而实现在线实时监测。