[发明专利]透过率相关频谱法颗粒测量方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种可同时测量颗粒粒度分布、浓度和速度的方法及其装置，特别涉及一种用透过率脉动相关频谱法测量颗粒粒度分布、浓度和速度的方法及其装置，属于测量技术领域。本发明可测量的颗粒参数多、测量粒径范围宽，适用于含颗粒两相流的在线监测，可用于科学研究、化工能源的生产与过程控制、环境保护、水质检测等涉及颗粒测量的多个领域。

背景技术

颗粒散射光动态信息的相关处理很早就在纳米颗粒的测量技术中得到了应用，这种技术被称作光子相关光谱法(Photon Correlation Spectrometry，简称PCS)。在PCS方法中，作布朗运动的纳米颗粒的粒径与颗粒的运动速度密切相关，颗粒的运动速度又与颗粒散射光的频谱信息相关，通过相关处理所得到的自相关频谱就是通过这些关系得到了颗粒的粒径分布信息。PCS方法可测量的粒径范围在纳米数量级，无法对微米级以上颗粒测量。而且价格昂贵，无法实现在线测量。

发明内容

本发明目的是为了解决用PCS方法无法对微米级以上颗粒的测量，无法实现在线测量的技术问题，提供一种用透过率脉动相关频谱法测量颗粒粒度分布、浓度和速度的方法及其装置。

本发明的技术方案是：一种测量颗粒粒度分布、浓度和速度的方法及其装置，其特点是，方法步骤为：

1.在颗粒粒子流通过的空间中，与颗粒流向垂直设置直径为D_B，相距为d，入射光强度分别为I_1，0和I_2，0的二束平行的窄光束；

2.用光电探测器测量在时刻t通过受光照射的厚度为L的颗粒测量区的透射光脉动信号I₁(t)和I₂(t)，并用透射光强度和入射光强度之比：

T₁(t)＝I₁(t)/I_1，0和T₂(t)＝I₂(t)/I_2，0表示透过率；

3.对上述透过率脉动信号作互相关处理，得到互相关信号P_d，τ为：

Pd,τ=e{T1(t)T2(t+τ)}=limts→∞1ts∫0tsT1(t)T2(t+τ)dt---(1)]]>

改变相关时间τ的大小，得到P_d，τ达到最大值时所对应的τ(记做τ_max)并与光束距离d结合可得颗粒速度v＝d/τ_max；

4.对透过率脉动信号T(t)作自相关处理，用P_τ表示：