本发明专利技术公开了一种搅拌釜的操作参数的检测方法。包括如下步骤：１）在搅拌釜壁面设置声发射信号接收装置；２）接收来自于搅拌釜内部的声发射信号；３）以二阶Ｄａｕｂｅｃｈｉｅｓ小波分解技术解析接收到的声发射信号，利用Ｈｕｒｓｔ分析方法，选取Ｈｕｒｓｔ值均小于０．５的频段的声发射信号；４）当能量分率Ｒｉ快速减少并开始趋于稳定时所对应的搅拌转速即为临界搅拌转速；本发明专利技术的振动接收装置是非插入式的，安装简易方便，不会影响多相流体的运动或内部的反应；不需要发射源。振动信号是流体在运动过程中产生的，安全环保；对测量条件要求低，能在比较恶劣的环境下全天候工作，即使在高温高压等苛刻环境下仍能正常工作；反应灵敏，测量误差小，适用面广。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及到搅拌釜的检测，尤其是涉及。
技术介绍
搅拌釜是一种广泛使用的混合设备，在化工、医药、造纸、食品、饲料以 及废水处理中都得到了广泛的应用，尤其以化学工程中使用最多。搅拌转速作为搅拌反应器中一个重要的操作参数，它是在对搅拌叶轮选型 和几何参数基本确定后搅拌过程设计的一个核心点，是考察搅拌混合效果一个 重要参数。搅拌转速必须高于一个临界值才能使浆液达到所需的混合要求，这 个转速即被定义为临界搅拌转速。搅拌转速较低时，固体颗粒在搅拌釜底部沉 积且保持与底部接触。当搅拌转速增加到一定值时，颗粒沿着液流方向滑动并 离开原始位置。随着转速的进一步增加，颗粒逐渐脱离底部沉积带而被抛入主 体中，颗粒开始进入悬浮状态。搅拌转速进一步增加，被带入主体中的颗粒越 来越多，直至达到某一搅拌转速，颗粒被全部带入主体中而沉积带不再出现，此时颗粒达到完全悬浮状态一颗粒在釜底的停留时间不超过1~2 s，此时对应的 搅拌转速称为临界搅拌转速。从上世纪50年代以来，对于完全离底悬浮的研究较多，许多学者都提出了 关于临界转速的预测公式，但是对其测量方法的研究则相对匮乏。现有的测量 方法主要包括观察法(包括目测法和摄像法)、取样法、电导法和电阻层析成像 等。观察法使用最为广泛，其优点在于简单、方便、直接，但缺点也相当明显， 不仅需要反应器透明而且受到主观因素的影响，实验误差较大；取样法通过设 置在壁面或搅拌釜内部的取样器对局部浆液浓度进行测量从实现临界搅拌转速 的测量。取样法相对观察法而言，准确度有所提高，但是在测量中会破坏流体 流场，难以做到快速、灵敏的要求；电导法和电阻层析成像技术都需要一个稳 定的电源，测量过程不安全，不适应苛刻的工业生产环境。因此，如何快速、 准确、安全地实现临界搅拌转速的检测具有重要的意义和较为广阔的工业应用 前景。淤浆悬浮高度作为釜式反应器中的另一个基本参数，代表了固体粒子在釜 内的轴向分布，经常用于测量固体粒子悬浮程度。它的大小直接反映了釜内固-液混合效果的好坏。例如，在丙烯聚合的搅拌釜反应器中，淤浆悬浮高度直接 影响到聚丙烯产品的质量和产量，及时、准确地检测淤浆悬浮高度，不但能维 持釜内反应过程的稳定，而且可确保搅拌釜在最佳悬浮高度下进行操作，从而获得高产量。Arbiter等人曾提出了利用淤浆悬浮高度判断颗粒完全离底悬浮的 临界转速依据。目前，测量淤浆悬浮高度的方法主要有观察法、取样法和光衰 减技术等。然而，对于搅拌釜反应器而言，取样法由于过程繁琐、插入式和易 堵塞的缺点使之越来越不适合苛刻的工业生产环境；观察法虽然原理简单、测 量方便，但是由于其精度不高，应用范围有限，不适用于不透明搅拌装置内； 光衰减技术作为一种非侵入式测量手段，其敏感度不高，而且同样不适用于非 透明反应器。因此，专利技术新型简易快捷、安全环保的搅拌釜淤浆悬浮高度和液 位高度的测量技术对提高固-液以及气-液-固混合体系的悬浮效果和加强生产安 全的监控具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供。 搅拌釜的操作参数的检测方法包括如下步骤1) 在搅拌釜壁面设置声发射信号接收装置；2) 接收来自于搅拌釜内部的声发射信号；3) 以二阶Daubechies小波分解技术解析接收到的声发射信号，利用Hurst 分析方法，选取Hurst值均小于0.5的小波频段，定义为特征频段，特征频段的 声发射信号频率/、能量&、各小波尺度内的能量分率A作为特征变量，其中 s表示特征频段变量；4) 当特征频段能量分率A快速减少并开始趋于稳定时所对应的搅拌转速即 为临界搅拌转速；当&/￡ ^二13 15， Es出现第一次阶跃变化时，对应的高度 即为淤浆悬浮高度，当&/￡ ^=6~9出现第二次阶跃变化时，对应的高度即为 液位高度，其中，^n为轴向最小能量值，Es为不同高度测得的特征频段能量 值。所述的声发射信号的接收装置设置在搅拌釜侧壁或底部。声发射信号的接 收装置设置在搅拌釜侧壁靠近釜底部1/3~1/2的静液位高度区域。声发射信号 接收装置为一个或多个。本专利技术与现有的方法相比具有如下一些优点1) 振动接收装置是非插入式的，安装简易方便，不会影响多相流体的运动 或内部的反应；2) 不需要发射源。振动信号是流体在运动过程中产生的，安全环保；3) 对测量条件要求低，能在比较恶劣的环境下全天候工作，即使在高温高压等苛刻环境下仍能正常工作；4) 反应灵敏，测量误差小，适用面广。 附图说明图1是声信号特征频段能量分率A随搅拌转速的变化图；图2是声信号特征频段能量A随搅拌釜轴向的变化规律图；图3 (a)是侧壁测量特征频段能量分率A随搅拌转速的变化图；图3 (b)是底部测量特征频段能量分率凡随搅拌转速的变化图；图4 (a)是^^0.3m特征频段能量&随搅拌釜高度的变化图；图4 (b)是"=0.5111特征频段能量&随搅拌釜高度的变化图；图4 (c)是^^0.7m特征频段能量&随搅拌釜高度的变化图；图5是实施例3中特征频段能量分率A随搅拌转速的变化图；图6是实施例4中特征频段能量&随搅拌釜高度的变化图；图7是声发射检测装置示意图，图中，搅拌釜l、声发射接收装置2、信号采集装置3、信号处理装置4、输出显示装置5。具体实施方式搅拌釜的操作参数的检测方法包括如下步骤1) 在搅拌釜壁面设置声发射信号接收装置；所述的声发射信号接收装置为 一个或多个。2) 接收来自于搅拌釜内部的声发射信号；所述的声发射信号的接收装置设 置在搅拌釜侧壁或底部。声发射信号的接收装置设置在搅拌釜侧壁靠近釜底部 1/3 1/2的静液位高度区域。3) 以二阶Daubeehies小波分解技术解析接收到的声发射信号，利用Hurst 分析方法，选取Hurst值均小于0.5的小波频段，定义为特征频段，特征频段的 声发射信号频率/、能量&、各小波尺度内的能量分率A作为特征变量，其中 s表示特征频段变量；4) 当特征频段能量分率iV决速减少并开始趋于稳定时所对应的搅拌转速即 为临界搅拌转速；当&/&^=13 15， Ei出现第一次阶跃变化时，对应的高度 即为淤浆悬浮高度，当&/￡幽=6~9出现第二次阶跃变化时，对应的高度即为 液位高度，其中，五min为轴向最小能量值，^为不同高度下特征频段能量值。对于临界搅拌转速的测量，声信号接受装置的接收位置优选为侧壁(1/3 1/2)的静液位高度之间。对于临淤浆悬浮高度和液位高度的测量，接收位置为静液位以下侧壁的任意位置。声发射信号的频率范围为0 1000kHz，本专利技术可应用的搅拌反应器包括固-液两相混合搅拌釜、气-液两相搅拌 釜以及气-液-固三相混合搅拌釜。搅拌釜内的声信号通过设置在搅拌釜壁面处的声发射信号接收装置进行信号的采集，信号经放大和传输后，通过声信号采集装置进行信号的A/D转换，最后由计算机进行处理和分析。本专利技术搅拌釜的检测装置，包括声发射信号接收装置、信号采集装置、信 号处理装置和输出显示装置，声发射信号接收装置的输出端与信号采集装置的输入端连接；信号采集装置的输出端与信号处理装置的输入端连接；信号处理 装置的输出端与显示装置的输入端连接；所述的振动信号的接收装置为一个或 多本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种搅拌釜的操作参数的检测方法，其特征在于包括如下步骤： １）在搅拌釜壁面设置声发射信号接收装置； ２）接收来自于搅拌釜内部的声发射信号； ３）以二阶Ｄａｕｂｅｃｈｉｅｓ小波分解技术解析接收到的声发射信号，利用Ｈｕｒｓｔ分析方法，选取Ｈｕｒｓｔ值均小于０．５的小波频段，定义为特征频段，特征频段的声发射信号频率ｆ、能量Ｅ↓［ｓ］、各小波尺度内的能量分率Ｒ↓［ｓ］作为特征变量，其中ｓ表示特征频段变量； ４）当特征频段能量分率Ｒ↓［ｓ］快速减少并开始趋于稳定时所对应的搅拌转速即为临界搅拌转速；当Ｅ↓［ｓ］／Ｅ↓［ｍｉｎ］＝１３～１５，Ｅ↓［ｓ］出现第一次阶跃变化时，对应的高度即为淤浆悬浮高度，当Ｅ↓［ｓ］／Ｅ↓［ｍｉｎ］＝６～９出现第二次阶跃变化时，对应的高度即为液位高度，其中，Ｅ↓［ｍｉｎ］为轴向最小能量值，Ｅ↓［ｓ］为不同高度测得的特征频段能量值。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王靖岱，阳永荣，张晓欢，曹翌佳，任聪静，姜晓静，廖祖维，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，浙江大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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