[发明专利]一种气固两相流中多个颗粒运行特性同步在线测量方法

权利要求书

1.一种气固两相流中多个颗粒轨迹同步在线测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：建立气固两相流在线测量系统。搭建或确定气固两相流冷态试验系统台，在固体颗粒循环系统各主要部件外侧预定的测量位置设置射频天线和高频读取器，包括上升管(密相区、稀相区)、旋风分离器、固体颗粒下降管、返料机构、固体颗粒回送管等部件结构。各测点高频读取器与数据处理系统相连，通过数据处理系统对数据进行处理。

步骤2：在线示踪颗粒电子标签制作。电子标签是内部嵌加密控制逻辑和通讯逻辑电路的记录媒体。采用封装、粘贴以及镶嵌等方式将小型电子标签制作成可以在气固两相流试验系统内随床料自由运动的示踪颗粒，要求示踪颗粒能较好地类比床内气固颗粒的运动特性。制成的示踪颗粒电子标签信号良好。

步骤3：对示踪颗粒进行编码，制作多个在线示踪颗粒。作为示踪颗粒组成部分的电子标签具有存储多位数字编码的能力，通过预先利用读写设备将独立的数字编码赋予示踪颗粒，实现对各示踪颗粒的区分。

步骤4：气固两相流试验台运行。将多个一定数量的示踪颗粒与床料均匀混合加入气固两相流冷态试验台系统中，调节各工作参数使的系统处于稳定运行工况下。

步骤5：气固两相流中多个颗粒示踪轨迹同步高频读取。当示踪颗粒通过射频天线覆盖区域时，射频天线在高频读取器的指令下发射特定频率加密无线电波，当示踪颗粒进入射频天线的读取范围时，示踪颗粒内部电子标签接受到射频天线发射的无线电波后，内部产生射频信号并同时将存储的多位数字编码反馈给射频天线，最终传输给高频读取器进行记录。

步骤6：多个颗粒高频读取器信号数据传输与处理。高频读取器将一定时间内读取到的示踪颗粒信号以数据的形式传输给数据处理系统，数据结构包括：射频天线编号，所读取到的多位数字编码，读取时间。通过该数据可以实时获取各示踪颗粒在循环流化床系统所处的具体位置。

步骤7：多颗粒轨迹监测。通过对高频读取器传输至数据处理系统的数据进行处理，可以得到各个时间节点各示踪颗粒在气固循环流化床系统所处的具体位置。将同一多位编码的信号依照时间顺序进行处理可以得到特定颗粒随时间变化在气固亮相流系统中的位置变化，进一步可以得到特定颗粒的实时运动特性参数，包括轨迹、区段停留时间、速度等。同时处理多个编码数据可以得到多个示踪颗粒在气固两相流系统中的实时运动轨迹。

数据处理的具体方法如下：

数据处理系统获得由各高频读取器发送的数据，数据结构包括示踪颗粒编码、读取器编号以及读取时间。

实时颗粒位置：数据处理系统根据示踪颗粒编码对各组数据进行区分，依照读取器编码获得在不同时间点具体示踪颗粒所经过的高频读取器的具体位置，通过实时显示数据处理结果可以实现多示踪颗粒的实时位置检测与显示。

颗粒轨迹：数据处理系统对于各组数据根据读取时间进行排序，并根据读取器编号进行定位，可以得到多示踪颗粒的运动轨迹。

颗粒在各区段停留时间：通过数据处理系统对已获得的颗粒轨迹进行处理，通过同一示踪颗粒通过相邻高频读取器布置节点的时间差可以获得区段停留时间。

颗粒在各区段的平均速度：通过实际测量得到的相邻高频读取器节点高度之差，结合颗粒在各区段停留时间，可以获得区段内具体颗粒平均运动速度。

2.根据权利要求1所述的一种气固两相流中多个颗粒轨迹同步在线测量方法，其特征在于，步骤1中，气固两相流系统为气固两相流的冷态循环系统，包括上升管(密相区、稀相区)、旋风分离器、固体颗粒下降管、返料机构、固体颗粒回送管等部件结构，其中上升管可以是单上升管如循环流化床冷态试验系统，双上升管和多上升管系统，材质对电信号不产生隔离作用，如有机玻璃。

3.根据权利要求1所述的一种气固两相流循环冷态试验系统中多个颗粒轨迹同步的在线测量方法，其特征在于，步骤1中，各高频读取器设置测点为上升管(密相区、稀相区)、旋风分离器、固体颗粒下降管、返料机构、固体颗粒回送管等部件结构。

4.根据权利要求1所述的一种气固两相流循环流化床冷态试验台中内多个颗粒轨迹同步的在线测量方法，其特征在于，步骤2中，具有电子标签的示踪颗粒直径为0.5mm-15mm。