[实用新型]与过程兼容微颗粒检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种与过程兼容微颗粒检测装置，尤其涉及一种基于电阻法可实现在线、实时、定量、连续测量液体中微颗粒的装置，属于化学化工、生物医药、医疗器械领域。

背景技术

在化学工程领域里，由液体和弥散颗粒组成的两相问题非常重要，对某些化工过程中液体中微颗粒在特定区域内的浓度和大小分布，以及随时间变化的量非常感兴趣。例如：在催化反应中，催化剂可能以弥散的颗粒状态分布在液体中，催化剂的尺寸和体积浓度分布,都将影响到催化效果，特别是催化剂的上述物理特性随时间变化情况对了解催化剂性能非常重要,如能获得相应区域内呈弥散状态分布的催化剂颗粒在反应过程中的变化情况，这对研究催化剂的有效性、提高生产效率、优化化工工艺都至关重要。

一种现有的方法提出了一种通过测量电阻变化来定量测量微颗粒的方法，称为库尔特计数法。其主要技术过程为：测量仪中包含一个开口并用塞子密封的试管，试管侧壁开有直径尺寸范围为200-500微米的小孔。在试管的塞子上设有气流管道，于试管外部气流管道接有三通管。将载有待测微颗粒的导电溶液根据气体动力学原理，通过压力变化将待测导电溶液通过小孔吸入试管中，在试管的内、外侧放置一对电极，并通一稳恒电流，在测量时导电液体构成回路，这样在小孔附近形成了电阻的敏感区域。当微颗粒随导电液体流经小孔通道时，由于微颗粒与导电液体之间的电导率差异，可测得一个电阻脉冲信号，该电阻脉冲信号与微颗粒的尺寸之间存在着如下的定量关系：

ΔR=4ρed3πD4·---(1)]]>

其中：ρ_e为导电液体的电导率；d为微颗粒的名义尺寸；D为小孔的直径。即可根据式(1)由测得的电阻变化量可获得微颗粒的尺寸。一般来说，利用该法可测的微颗粒尺寸在1-1000微米范围内，因此测量尺度是微米数量级。在颗粒浓度相对较低的情况下(很多化工过程满足这个条件)，由于每一个微颗粒流经小孔时都会产生一个电阻脉冲信号，因此该法也记录了微颗粒的数量信息，换言之，即可测得微颗粒在溶液中的浓度。因此库尔特电阻法是一种定量测量导电液体中微颗粒的尺寸和浓度的方法。

需要说明的是，在实际测量操作过程中，一般是先从导电体液体中取出一定代表性的试样，放入到器皿内，然后再放入到库尔特测量仪内进行测量。因此对测量本身来说有一定的滞后性，类似于医院通过在人体上采集血样，送到化验室进行化验的测量流程。

这对于想检测某些化工过程中液体中的微颗粒变化以及演化过程是非常不利的，上述工作方式相当于离线测量；另一方面，上述的库尔特测试仪中的试管不宜放到待测液体内感兴趣的区域，原因如下：(1)测量试管直接放入到过程中的待测位置，将影响化工过程液体的流场，影响化工、化学反应过程以及反应环境，同时也使得测量结果不准确、不可靠；(2)所述的化工过程中的液体也不一定是电解质溶液或溶液的电导率如果过低，将不能获得对应于微颗粒的脉冲信号；(3)由于电阻法为电学方法，将测量试管靠近待测区域时，由于可能存在的流场，化工工艺环境，很可能引起较大的电磁干扰，这对库尔特计数仪测量产生的影响很大，难以获得与微颗粒对应的脉冲信号。相应的专利已经采取了包括高低通滤波等降噪措施，但目前工艺很难解决电磁兼容的问题。

目前,依据库尔特原理开发的电阻法微颗粒测量仪,待测液体每次测量体积都是固定的,即每次测量量不会超过试管的体积容量,一般所需测量时间在10秒钟左右。从测量方式而言，是一种取样、不连续的测量方式，由于本实用新型欲实现连续测量，因此该方式并不适合前述的要求连续测量的化工工艺。这也是本实用新型要解决的问题。

实用新型内容