[发明专利]就地粒径测量仪

说明书

本发明涉及几种测量仪表，尤其是关于特别适用于同时地有效测量存在于某种流质内的原位粒径分布和粒子的容积密度的测量仪表。

许多生产过程中的重要参数之一是粒径。因此，提供能用于有效测量粒子的仪器是先有技术方面早已为人们所共知的技术。也就是说，先有技术已具有用于实现粒子测量的各种类型的仪表实例。关于这一点，在许多情况下在用来完成对粒子的测量的技术方面存在明显的差别。这种差别的存在多半又归因于种种功能性要求-这些功能要求是与打算将这类装置用于某特定的用途相联系的。例如，就用于特殊用途的特定装置的选择来说，必须考虑的基本因素之一是构成待测粒子的物质的性质。另一个必须要考虑的因素是：在对被测粒子进行测量的时刻，被测粒子存在于其中的那种物质的性质。还有一个必须考虑的因素是：被测粒子的相对粒径。

本申请前后参照以下两个与本申请共同提交并一起转让的专利申请：一是以GeorgeF.Shulof和MichaelJ.Dimonte的名义于1986年2月12日递交的名称为“固体粉粒控制系统”的美国专利申请（序号为C850920）;另一是以MarkP.Eramo和JohnM.Holmes为名的于（）递交的名称为“用于原位粒径测量仪的固定和往返运动组件”的美国专利申请（序号C860010）。

迄今为止，作为实现粒子测量的、已为人们所采用的某些先有技术包括声学技术、光学计数技术、电学计数技术、淀积技术、分离技术和表面测量技术。而且，人们现已设法应用这类技术来进行粒子测量的粒子种类包括诸如血液质点（bloedparticles），食物颗粒、化学微粒（chemicalparticles）、矿物颗粒以及其它粒子。此外，现已设法将以上已提到的种种技术用于实现对存在于种种不同类型的流体物质中的粒子（例如形形式式的气体和液体中的粒子）进行测量。

然而遗憾的是，人们发现：迄今为止能实现上面提到目的的先有技术中可用的装置总会在某一方面或几方面显现其缺陷。因此，当人们设法将这类仪表应用于涉及生产过程、为产生与粒子尺寸相关的信息，以便能按要求完成生产过程的调节时，已不可能通过使用现有设备的结构去产生满足适时要求和/或理想精度要求的信息。也就是说，现已证明：就利用其为达及时调整生产过程的目的而论，由于这类设备需化费的时间过长和/或要求投入过多力量而使其不能产生任何有关所需粒径信息的有效的数值。这主要是基于这样一个事实：迄今可用于实现粒径测量的现有仪器是不可能作出就地测量的。因此，为利用迄今已有的现成设备，往往需要从存在要求测量的粒子的介质中收集样品，需要将此样品传送到这种用来实现粒径测量的仪器上，需利用该仪器去实施该粒径的测量过程，然后最终根据粒径测量的结果去完成生产过程所必需作出的一切调节，以便确保（从中获取待测粒子的）生产过程成功进行时，粒子所必须具有的实际尺寸。

人们已知，煤粉的燃烧就是为成功地操纵该过程而将粉粒大小作为重要考虑依据的一种形式的生产过程，（这仅是举例而并不限于此）。关于煤粉的燃烧，人们早已知道：利用煤粉作为燃料的任何蒸汽发生系统的一个基本组成部分是为使煤适用于这种用途而将煤置于其内粉碎的装置。尽管用于此目的已知装置有各种类型但尤其为人们所常用的一种用于粉碎煤块的设备是工业界通称为球磨机的机器。球磨机主要是因为煤的粉碎即研磨是在其内一个构形有点类似球形的研磨表面上进行而获此名。对于球磨机的先有形式的图示说明，可参阅美国专利3，465，971，该专利于1969年9月9日授予J.F.Dalenberg等人并转让给本发明的同一受让人。该专利包含了对球磨机的结构性能和操作方式两方面的教导，这种球磨机适用于对燃煤蒸汽发生器所用的煤进行粉碎。

煤粉的有效燃烧，特别当涉及将煤粉用作一个蒸汽发生系统中的燃料时，要求煤的粒径保持为一种特定的粒径分布。一般，对中等活性煤来说，粒径分布为：70%的粒子通过200号筛，1%通不过50号筛。对于一个典型的500（MW）兆瓦燃煤蒸汽发电厂来说，根据某种经济估价，现已确定通过增加碳的转换率（而碳的转换率又是通过维持某种特定的粒径分布可达到的），在这样规模的电厂的运行成本方面，按年度计算可能获得几十万美元的节省额。显然，就任何燃煤粉的具体的电厂而论，即使凭借着将煤粒大小维持接近于某个特定的粒径分布，其实际将获得的节省额也还要取决于下列许多因素，这些因素包括：煤的反应动力学，即，怎样使所用的特定煤的粒径易于影响燃烧效率，以及为维持最佳的煤的粒径分布，如何对球磨机进行良好控制和隔多长时间控制一次。无论如何，在每种情况下，维持煤粒的粒径分布接近于最佳分布都会导致一定的燃料节省额。