[实用新型]一种颗粒粒度和浓度的测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及超声测量技术，特别是涉及一种用于两相悬浊液或乳浊液中离散状态颗粒的粒度分布和浓度的测量技术。

背景技术

两相流颗粒测量技术是指对其中分散状颗粒的粒度分布和浓度进行测量，在许多涉及到两相流的动力、化工、医药、环保、材料、水利等领域中具有广泛应用背景。该应用的共同特点是颗粒物质需要在一种在线，非接触，无需稀释(较高浓度)的状态下进行测量。现有的颗粒测量方法例如筛分法、显微镜法、全息照相法、电感应法、沉降法和光散射法等，都很难实现上述条件的测量。

由于超声波具有很宽的频带范围，可以穿透几乎任何物质，可在有色甚至不透明的物质中传播并具有测量速度快，容易实现测量和数据处理自动化等优点，并且超声在颗粒物质中的传播机理与颗粒粒度和浓度密切相关，因此可被用作颗粒物信息载体实现颗粒物质的粒度和浓度测量。

现有的超声颗粒浓度测量方法中，采用简单经验公式或事先用样品标定，没有考虑到处于多分散分布状态的颗粒粒度不同对超声衰减量(或声速)测量带来的影响，事实上颗粒粒度及分布的不同对于超声衰减(或声速)影响非常大，忽略该影响导致所测浓度误差大，不能得到准确的测量结果，更不可能获得颗粒的粒度。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，所要解决的技术问题是提供一种能实现完全的非接触测量的，基于超声散射衰减谱分析的，能降低测量误差的，能在线测量高浓度和高衰减的颗粒粒度和浓度测量装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型所提供的一种颗粒粒度浓度测量装置，其特征在于，包括进行数据处理的计算机，连接计算机的信号处理电路，连接信号处理电路的脉冲波发射/接收电路，连接脉冲波发射和接收电路的至少一个发射/接收换能器组件；所述计算机为能进行将测量信号根据设定公式计算得平均粒度和根据颗粒粒度反算出颗粒浓度的计算机。

进一步的，所述信号处理电路设有高速A/D转换单元和信号放大单元。

进一步的，所述一对以上的超声发射/接收换能器在样品池管道壁二侧平行排列。

进一步的，所述发射/接收换能器组件为一发一收结构，发射换能器设于样品池管道壁的一外侧，接收换能器设于样品池管道壁的对面的另一外侧。

进一步的，所述发射/接收换能器组件为自发自收结构，发射/接收换能器设于样品池管道壁的一外侧，反射板设于样品池管道壁的对面的另一外侧。

利用本实用新型提供的颗粒粒度浓度测量装置，由于采用基于超声散射衰减谱分析的超声换能器的非接触测量，降低对测量对象的干扰，能降低测量误差，能实现在线测量高浓度和高衰减的颗粒粒度和浓度。由于采用用双频率衰减比值方法实现对平均粒度的计算，以优化方法计算粒度分布，并根据粒度和分布反算出颗粒的浓度，进而降低测量误差，提高测量精度。

附图说明

图1是本实用新型实施例的颗粒粒度浓度测量装置的一发一收装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的颗粒粒度浓度测量装置的自发自收装置的结构示意图；

图3是本实用新型实施例的颗粒粒度浓度测量装置的在线测量探针的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图说明对本实用新型的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本实用新型，凡是采用本实用新型的相似结构及其相似变化，均应列入本实用新型的保护范围。

本实用新型考虑到声衰减或速度的频谱(指其随声频率的频域曲线)与颗粒粒径密切相关，这一关系完全可以被应用到离散状态的颗粒粒度测量中；在本实用新型实施例中，考虑超声在颗粒介质中传播时的散射效应，计算超声波通过颗粒两相体系后的理论预测衰减谱；