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原文传递基于光度变化的气固两相流状态参数检测装置及其应用

专利名称：	基于光度变化的气固两相流状态参数检测装置及其应用
摘要：	本发明公开了一种基于光度变化的气固两相流状态参数检测装置及其应用。检测装置包括机械结构部分、电控采集部分；机械结构部分包括进口整流管段、起始测量管节、自然整流管节、尾端测量管节及出口管段。起始测量管节包括第一暗箱、第一透光视镜及第一过流管体；尾端测量管节包括第二暗箱、第二透光视镜及第二过流管体；电控采集部分包括第一光源、第一光敏传感器、第二光源、第二光敏传感器及运算工控机；本发明通过光线对不同粉尘浓度的透过率，并结合光敏传感器加以转换为简单易测的电压信号，实现了广域条件下的气固两相流状态参数的实时检测要求，极大地简化了测量装备的复杂性，可以取得较大的经济利益。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	中国矿业大学
发明人：	蒋子奕;李伟;刘秀梅;李贝贝;刘利利;舒远;马朝欣;袁晨星
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-19T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-29T00:00:00+0800
申请号：	CN201910763255.6
公开号：	CN110389091A
代理机构：	江苏圣典律师事务所
代理人：	郝伟扬
分类号：	G01N15/04(2006.01);G;G01;G01N;G01N15
申请人地址：	221116 江苏省徐州市铜山区大学路1号
主权项：	1.一种基于光度变化的气固两相流状态参数检测装置，包括机械结构部分、电控采集部分；其特征在于：所述机械结构部分包括进口整流管段（1）、起始测量管节（2）、自然整流管节（3）、尾端测量管节（4）及出口管段（5）；所述起始测量管节（2）包括第一暗箱（2-2）、第一透光视镜（2-4）、第一承接管（2-6）及第一过流管体（2-7）；所述第一过流管体（2-7）的管体上设有开孔，第一承接管（2-6）固定在开孔上；所述第一透光视镜（2-4）、第一暗箱（2-2）固定在第一承接管（2-6）上；所述尾端测量管节（4）包括第二暗箱（4-2）、第二透光视镜（4-4）、第二承接管（4-6）及第二过流管体（4-7）；所述第二过流管体（4-7）的管体上设有开孔，第二承接管（4-6）固定在开孔上，第二透光视镜（4-4）、第二暗箱（4-2）依次固定在第二承接管（4-6）上；所述进口整流管段（1）、第一过流管体（2-7）、自然整流管节（3）、第二过流管体（4-7）、出口管段（5）依次连接；所述电控采集部分包括第一光源（2-1）、第一光敏传感器（2-8）、第二光源（4-1）、第二光敏传感器（4-8）及运算工控机（6）；所述第一光源（2-1）固定在第一承接管（2-6）端部，第一光源（2-1）与运算工控机（6）连接；所述第二光源（4-1）固定在第二承接管（4-6）端部，第二光源（4-1）与运算工控机（6）连接；所述第一光敏传感器（2-8）位于第一过流管体（2-7）的内壁，第一光敏传感器（2-8）与第一承接管（2-6）对应，第一光敏传感器（2-8）与运算工控机（6）连接；所述第二光敏传感器（4-8）位于第二过流管体（4-7）的内壁，第二光敏传感器（4-8）与第二承接管（4-6）对应，第二光敏传感器（4-8）与运算工控机（6）连接。 2.根据权利要求1所述的基于光度变化的气固两相流状态参数检测装置，其特征在于：所述进口整流管段（1）的长径比不小于10:1。 3.根据权利要求1 所述的基于光度变化的气固两相流状态参数检测装置，其特征在于：所述第一过流管体（2-7）和/或第二过流管体（4-7）的长径为2:1～5:1。 4.根据权利要求1所述的基于光度变化的气固两相流状态参数检测装置，其特征在于：所述第一承接管（2-6）的直径不大于第一过流管体（2-7）的直径的1/3，第二承接管（4-6）的直径不大于第二过流管体（4-7）的直径的1/3。 5.根据权利要求1所述的基于光度变化的气固两相流状态参数检测装置，其特征在于：所述自然整流管节（3）的长径比不小于15:1。 6.根据权利要求1所述的基于光度变化的气固两相流状态参数检测装置，其特征在于：所述出口管段（5）的长径比不小于5:1。 7.根据权利要求1所述的基于光度变化的气固两相流状态参数检测装置，其特征在于：所述第一光敏传感器（2-8）和/或第二光敏传感器（5-7）采用板式光敏传感器。 8.根据权利要求1所述的基于光度变化的气固两相流状态参数检测装置，其特征在于：所述第一光源（2-1）和/或第二光源（4-1）采用稳定束状弱光源。 9.根据权利要求1所述的基于光度变化的气固两相流状态参数检测装置，其特征在于：所述起始测量管节（2）还包括第一压紧盖（2-3）、第一压紧螺柱（2-5）；所述第一承接管（2-6）端部设有标准管法兰，第一透光视镜（2-4）通过第一压紧盖（2-3）固定在第一承接管（2-6）的标准管法兰上，第一压紧螺柱（2-5）控制紧固力矩，第一暗箱（2-2）固定在第一压紧盖（2-3）外侧；所述尾端测量管节（4）还包括第二压紧盖（4-3）、第二压紧螺柱（4-5）；所述第二承接管（4-6）端部设有标准管法兰，第二透光视镜（4-4）通过第二压紧盖（4-3）固定在第二承接管（4-6）的标准管法兰上，第二压紧螺柱（4-5）控制紧固力矩，第二暗箱（4-2）固定在第二压紧盖（4-3）外侧。 10.一种如权利要求1-9任一项所述的基于光度变化的气固两相流状态参数检测装置的应用，其特征在于包括以下步骤：步骤一：在没有粉尘流体或气体通过的条件下，打开第一光源（2-1）与第二光源（4-1），并打开运算工控机（6），读取第一光敏传感器（2-8）与第二光敏传感器（4-8）的电压响应值U2-8、U4-8；若U2-8、U4-8不相等，返回检查所述装置的组装方法，直到两电压值数值相等，并记录为标定的标准响应电压U0；步骤二：将所述基于光度变化的气固两相流状态参数检测装置安装在待测粉尘浓度管道当中，使正常生产所需的粉尘流体通过检测装置，打开第一光源（2-1）与第二光源（4-1），并打开运算工控机（6），记录此时的第一光敏传感器（2-8）与第二光敏传感器（4-8）的电压响应值U11、U22，并作如下运算：其中：c为粉尘流体当中粉尘浓度的数值百分率；再作如下运算：其中：L代表的是自然整流管节（3）的长径比，s为粉尘流体当中颗粒受管道流阻的沉降率。
所属类别：	发明专利