[发明专利]一种多相流检测装置、检测系统及检测方法

说明书

本发明公开了一种多相流检测装置、检测系统及检测方法，多相流检测装置包括筒体及设置在筒体内的以下部件：探头件，其自筒体的浸没端向内部缩进，探头件包括第一壁、第二壁和连接壁，第一壁、连接壁和第二壁依次连接形成n形检测流道；其中，第一壁上设有第一视窗，第二壁上设有第二视窗，第一视窗与第二视窗相对设置；光源，其设置在第一壁远离检测流道的一侧，且光源与第一视窗相对设置，以使其发出的光线能够依次穿过第一视窗、检测流道、第二视窗；导光件及光学镜头，其中，导光件设置在第二壁远离检测流道的一侧，导光件被配置为将透过第二视窗的光线导向光学镜头。本发明设计n形检测流道使重力沉积方向不受遮挡从而避免分散相颗粒沉积。

技术领域

本发明涉及多相流分散相颗粒检测领域，尤其涉及应用于工业结晶过程、流化床颗粒流态化、乳液、多相流悬浮气泡及液滴检测等领域的多相流检测装置、检测系统及检测方法。

背景技术

化工过程中的多相流经常伴随有分散相气泡、液滴或固体悬浮颗粒，其形状、大小、悬浮密度以及粒度分布都会对流体流型和分散相颗粒本身的性质产生一定的影响。多相流化工过程的优化和控制有赖于分散相颗粒的实时监测，即对多相流分散相进行实时图像采集和数据处理，从而得到影响和控制其大小，分布及形态关键过程指标参数，因此，分散相颗粒的实时图像监测与优化控制对多相流化工过程具有重要的意义。

多相流中分散相颗粒检测可以分为非侵入式和侵入式两类。非侵入式不会对多相流流型产生扰动，在容器外侧即可探测内部分散相颗粒的状态和性质，例如公开号为CN102331510A的专利申请公开了一种用于纸浆纤维两相流测量分散相颗粒大小和流场的方法，分散相颗粒图像采用最小二次偏差法进行处理，分散相颗粒质量浓度范围要求小于1％；非侵入式监测要求容器位透明或配备透明视窗，可监测的分散相颗粒密度低，在实际过程中应用范围受到限制。

侵入式探头监测通常需要以相对于水平面一定的倾斜角度插入容器中，对流体流型具有较大的影响，侵入式图像采集探头照明分为正面照明和背面透射照明两种，例如公开号为US5815264的专利申请公开了正面照明式多相流分散相颗粒成像系统，通过正面照明后颗粒反散射光线经过光学系统在图像传感器进行成像，但是该方法容易受到颗粒反射光强弱与光学系统景深影响造成画面曝光不均与成像模糊，对后续图像处理带来难度。而现有背面透射照明设备在结构和安装方式上均无法避免分散相颗粒的重力沉积面，即易造成探头窗口或照明窗口的分散相颗粒聚集或黏附，如公开号为CN105571998A的专利申请以及公告号为CN203178198的专利申请公开了两种背照式分散相颗粒图像采集结构，但在监测过程中均存在平行于水平面的沉积面，导致分散相颗粒容易聚集或黏附造成图片亮度无法控制，影响图像画质和后续处理精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种不容易使分散相颗粒沉积/黏附在探头窗口的多相流检测装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种多相流检测装置，包括筒体及设置在所述筒体内的以下部件：

探头件，其自所述筒体的浸没端向内部缩进，所述探头件包括第一壁、第二壁和连接壁，所述连接壁设置在所述第一壁与第二壁之间，所述第一壁、连接壁和第二壁之间形成检测流道；其中，所述第一壁上设有第一视窗，所述第二壁上设有第二视窗，所述第一视窗与第二视窗相对设置；

光源，其设置在第一壁远离所述检测流道的一侧，且所述光源与所述第一视窗相对设置，以使其发出的光线能够依次穿过第一视窗、检测流道、第二视窗；

导光件及光学镜头，其中，所述导光件设置在所述第二壁远离所述检测流道的一侧，所述导光件被配置为将透过第二视窗的光线中的至少部分光线导向所述光学镜头。

进一步地，所述第一壁与第二壁被配置为在浸没检测时呈大致竖立状态。

进一步地，所述探头件上还设有电加热件，所述探头件为导热件，以使所述电加热件产生的热量能够被传导至所述第一视窗和/或第二视窗。