气力输送固体物料的速度、密度和流量的测量方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于测量技术领域，具体涉及气力输送的颗粒状或粉末状固体物料的速度、密度和流量测量方法及装置。本发明专利技术通过电场信号变化得出同一流态流过测量管(腔)内预设间距的渡越时间，用“间距÷渡越时间”得出固体物料的运动速度；通过电场信号变化得出测量管(腔)内固体物料的空间填充比例，用“固体物料空间填充比例×固体物料堆积密度”得出固体物料的悬浮密度；再通过“运动速度×固体物料空间填充比例×固体物料堆积密度×测量管(腔)的横截面积”得出测量管(腔)内固体物料的流量。本发明专利技术的测量方法及装置能以安全、经济、可靠的方式对管道中气力输送的固体颗粒物或粉末状物质的流动速度、浓度以及实时流量进行准确的测量。

【技术实现步骤摘要】
气力输送固体物料的速度、密度和流量的测量方法及装置
本专利技术属于测量
，具体涉及气力输送的颗粒状或粉末状固体物料的速度、密度和流量的测量方法及装置。
技术介绍
工业装置中(如干煤粉气化装置、炼铁高炉等)，通常在管道中采用气力来输送颗粒状或粉末状的固体物料(如煤粉、氧化铝粉末等)，需要对输送的固体物料的运动速度和流量等进行实时、准确的测量，以满足生产工艺控制的要求。对于管道中气力输送的颗粒物或粉末状的固体物料的流量测量，通常采用分别测量固体物料的运动速度和密度，用“流量＝运动速度×密度×管道横截面积”的方式来计算其实时流量。通常，速度测量有以下几种实现方式：一、静电电荷信号法该方法或设备通过在沿管道延伸的方向上，以一定的间隔布置2个或多个测量环，用于收集固体物料在运动过程中相互摩擦产生的静电荷信号。管道中，颗粒物或粉体在运动过程中随时间推移呈现出不同的流动形态，同一流动形态先后流过这2个或多个测量环时，产生的静电电荷信号是相同的或相似的，通过对比分析这种相同性或相似性，就可以分析出同一流动形态在各个测量环间的渡越时间，而各个测量环的间距是一定的，用“间距÷渡越时间”，就可以计算出颗粒物或粉体在管道内的运动速度；该方法的不足之处在于：当管道内的固体颗粒物或粉末在运动过程中，由于工况条件的变化，相互摩擦产生的静电荷信号减弱至信号处理单元无法感知时，测量结果就会失效。这种情况在工业现场是经常出现的，如：固体物料的水分含量变大，固体物料的运动速度变得低速，或固体物料的粒径增大(相互接触面积变小)等，都会导致静电荷信号急剧减弱，导致这种测量方法失效。二、电磁波色散或扰动信号法该方法在沿管道延伸的方向上，以一定的间隔布置2组或多组电极对，每个电极对包含一个发射器和一个接收器，发射的电磁波被流过的固体物料色散或扰动，而同一固体物料在流过每一组电磁波收发电极对时，对电磁波的色散或扰动是相同的，或具有很大的相似度，根据这种相同或相似，分析计算出同一固体物料在各组电极对之间的渡越时间，而各组电极对之间的间距是一定的，用“间距÷渡越时间”就可以计算出固体物料在管道内的运动速度。这种方法的不足之处在于：1)电磁波是一种空间辐射波，其能量作用范围远超出同组电极对之间的范围，容易影响工业现场其余电子设备的稳定工作。2)同样，接收电极既然能接收发射电极的电磁波，也能接收来自空间的其它的非发射电极产生的电磁波，这些空间杂散电磁波会对测量结果造成影响，导致测量信号失真，测量精度降低甚至测量失效。3)电磁波多次多路径反射后，以不同的时刻重新到达接收电极，干扰同时刻正常接收的信号，导致测量结果精度变差或失效。4)为保证同一固体物料在各组电极对之间产生的电磁波色散或扰动是相同的或具有很大的相似度，就要求各组电极对的发射单元(包括发射电极以及将发射电磁波输入发射电极的电子元器件等)之间保持高度的制造一致性，各组电极对的接收单元(包括接收电极以及将接收后的信号传输的电子元器件等)之间保持高度的制造一致性，这样就导致传感器(发射单元、接收单元)的制造成本增加，失去了其经济性。否则，很难保证其测量精度。通常，密度测量有以下几种实现方式：一、核放射性密度测量方法该方法通过在被测管道径向一侧安装放射源，另一侧安装放射射线接收装置进行测量。放射源发出的射线穿透管道，经过管道内的固体物料及输运物料的气体(载气)的衰减后到达接收装置，在此过程中，放射线产生的衰减量与载气和固体物料的浓度总和呈一定的比例关系，载气的密度可以通过气态方程根据管道的温度、压力等参数计算获得，用总的密度减去载气的密度之后，就可以获得固体物料的浓度了。这种方法的不足之处在于：1)需要放射源，对环境存在放射源污染。2)由于存在放射源，设备的维护费用高。3)测量结果是经过“减去载气密度”的补偿计算获得的，因此整个过程测量的参量个数(包括管道内载气的温度、压力)增多，测量结果的可靠性和精度相对较差。二、利用固体物料对电磁波产生的色散效应进行测量该方法通过在测量管两侧安装发射器与接收器，其中发射器用于发射电磁波，接收器用于接收电磁波，测量管中的固体物料浓度不同，会对电磁波产生不同的色散，依据电磁波的色散量与固体物料的浓度的比例关系，计算获得测量管内固体物料的浓度。这种方法的不足之处在于：1)电磁波是一种空间辐射波，其能量作用范围远超出同组发射器与接收器之间的范围，容易影响工业现场其余电子设备的稳定工作。2)同样，接收器既然能接收发射器的电磁波，也能接收来自工作空间的其它的发射器产生的电磁波，这些空间杂散电磁波会对测量结果造成影响，导致测量信号失真，测量精度降低甚至测量失效。3)电磁波多次多路径反射后，以不同的时刻重新到达接收器，干扰同时刻正常接收的信号，导致测量结果精度变差或失效。4)对于多种固体物料混合的混掺物料，当混掺比例发生变化时，固体物料的堆积密度变化，此时，电磁波的色散量与浓度的比例关系就会发生变化，按设备已校验的比例系数计算出的浓度就会偏离真实值，当然由浓度计算出来的固体物料的流量也会偏离真实值，导致测量结果错误。
技术实现思路
首先，本专利技术提供一种气力输送的颗粒状或粉末状固体物料的速度的测量方法，能对管线中气力输送的固体物料的速度进行准确、可靠、安全的实时测量。一种气力输送的颗粒状或粉末状固体物料的速度的测量方法，通过电场信号变化得出气力输送的颗粒状或粉末状固体物料的同一流态流过测量管(腔)内预设间距的渡越时间，用“间距÷渡越时间”得出固体物料的运动速度。本专利技术还提供一种气力输送的颗粒状或粉末状固体物料的悬浮密度(或浓度)的测量方法，能对管线中气力输送的固体物料的密度(或浓度)进行准确、可靠、安全的实时测量。一种气力输送的颗粒状或粉末状固体物料的悬浮密度(或浓度)的测量方法，通过电场信号变化得出测量管(腔)内固体物料的空间填充比例，用“固体物料空间填充比例×固体物料堆积密度”得出固体物料的悬浮密度。本专利技术还提供一种气力输送的颗粒状或粉末状固体物料的流量的测量方法，能对管线中气力输送的固体物料的流量进行准确、可靠、安全的实时测量。一种气力输送的颗粒状或粉末状固体物料的流量的测量方法，在上述气力输送的颗粒状或粉末状固体物料的速度的测量方法和气力输送的颗粒状或粉末状固体物料的悬浮密度的测量方法的基础上，通过“运动速度×固体物料空间填充比例×固体物料堆积密度×测量管(腔)的横截面积”得出测量管(腔)内固体物料的流量。本专利技术进一步提供一种气力输送的颗粒状或粉末状固体物料的速度测量装置，能对管线中气力输送的固体物料的速度进行准确、可靠、安全的实时测量。一种气力输送的颗粒状或粉末状固体物料的速度测量装置，包括测量管、安装在测量管上的速度测量电极和与所述速度测量电极相连的速度信号处理单元，所述速度测量电极为一组以上，且每组速度测量电极包括一个公共电极和两个以上独立电极，所述独立电极沿管道轴向方向间隔排列，所述公共电极与所述独立电极在测量管上横向相对或斜对而设；所述公共电极与独立电极分别作为电场的正负两极，形成两个以上速度测量电场。本专利技术进一步提供一种气力输送的颗粒状或粉末状固体物料的流量测量装置，能对管线中气力输送的固体物料的流量进行准确、可靠、安全的实时测量。一种气力输送的颗粒状或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气力输送的颗粒状或粉末状固体物料的速度的测量方法，其特征在于：通过电场信号变化得出气力输送的颗粒状或粉末状固体物料的同一流态流过测量管(腔)内预设间距的渡越时间，用“间距÷渡越时间”得出固体物料的运动速度。

【技术特征摘要】
1.一种气力输送的颗粒状或粉末状固体物料的速度的测量方法，其特征在于：通过电场信号变化得出气力输送的颗粒状或粉末状固体物料的同一流态流过测量管(腔)内预设间距的渡越时间，用“间距÷渡越时间”得出固体物料的运动速度。2.一种气力输送的颗粒状或粉末状固体物料的悬浮密度的测量方法，其特征在于：通过电场信号变化得出测量管(腔)内固体物料的空间填充比例，用“固体物料空间填充比例×固体物料堆积密度”得出固体物料的悬浮密度。3.一种气力输送的颗粒状或粉末状固体物料的流量的测量方法，其特征在于：在权利要求1和2的基础上，通过“运动速度×固体物料空间填充比例×固体物料堆积密度×测量管(腔)的横截面积”得出测量管(腔)内固体物料的流量。4.一种气力输送的颗粒状或粉末状固体物料的速度测量装置，其特征在于：包括测量管、安装在测量管上的速度测量电极和与所述速度测量电极相连的速度信号处理单元，所述速度测量电极为一组以上，且每组速度测量电极包括一个公共电极和两个以上独立电极，所述独立电极沿管道轴向方向间隔排列，所述公共电极与所述独立电极在测量管上横向相对或斜对而设；所述公共电极与独立电极分别作为电场的正负两极，形成两个以上速度测量电场。5.根据权利要求4所述的气力输送的颗粒状或粉末状固体物料的速度测量装置，其特征在于：所述速度测量电极安装在测量管的外壁上或全部地或局部地镶嵌在测量管的管壁中；优选地，所述速度测...

【专利技术属性】
技术研发人员：周廷英，
申请(专利权)人：周廷英，
类型：发明
国别省市：四川,51