本发明专利技术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。本发明专利技术设计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。颗粒沉积。颗粒沉积。
【技术实现步骤摘要】
一种多相流检测装置、检测系统及检测方法
[0001]本专利技术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。
技术介绍
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
技术实现思路
[0005]本专利技术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。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]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：
[0008]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；
[0009]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；
[0010]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。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]进一步地，所述多相流检测装置还包括图像传感器和控制器，所述控制器的信号输出端与所述电加热件电连接，其中，所述图像传感器被配置为对所述检测流道进行成像，若所述图像信息被分析得到第一视窗或第二视窗有附着物的结论，则所述控制器控制所述电加热件加热。
[0014]进一步地，所述多相流检测装置还包括温度传感器，其与所述控制器的信号输入端电连接，所述控制器被配置为：
[0015]若所述图像信息被分析得到第一视窗或第二视窗有附着物的结论，则记录所述温度传感器检测到的初始温度值，并控制所述电加热件加热；将所述温度传感器实时检测到的实时温度值与所述初始温度值进行比较，若所述实时温度值减去所述初始温度值的温差值达到预设的温差阈值，则所述控制器控制所述电加热件停止加热。
[0016]进一步地，所述光源被配置为与所述控制器的信号输出端电连接，在所述控制器的控制下，所述光源的频闪配合所述图像传感器的曝光。
[0017]进一步地，所述导光件的导光面相对于第二视窗的倾斜角度范围为40
°
至50
°
，所述图像传感器设置在所述筒体的顶端，并被配置为接收经过所述光学镜头的光线；
[0018]所述筒体内还设有驱动机构，其被配置为调节所述图像传感器和光学镜头(400)相对于第二视窗的位置和/或距离。
[0019]进一步地，所述探头件还包括第一底壁和第二底壁，其中，所述第一底壁自所述第一壁远离连接壁的一端向远离检测流道的方向延伸；
[0020]所述第二底壁自所述第二壁远离连接壁的一端向远离检测流道的方向延伸；
[0021]所述第一底壁和第二底壁分别与所述筒体的浸没端密闭连接。
[0022]进一步地，所述光源设置在所述第一底壁上或其上方，所述导光件设置在所述第二底壁上或其上方，所述光学镜头设置在所述第二底壁的上方。
[0023]进一步地，所述第一底壁的面积小于第二底壁的面积。
[0024]根据本专利技术的另一方面，提供了一种多相流检测系统，包括反应器、服务器以及如上所述的多相流检测装置，所述服务器与所述多相流检测装置的控制器通过有线方式或无线方式进行通讯连接。
[0025]根据本专利技术的另一方面，提供了一种利用如上所述的多相流检测装置的多相流检测方法，将多相流检测装置的末端插入反应器的液体中，并使多相流检测装置的探头件浸没在液体中，且所述探头件的第一壁与第二壁呈大致竖立状态，包括：
[0026]若所述多相流检测装置的插入方向为竖向，则所述探头件的连接壁位于所述第一壁和第二壁的上方；
[0027]若所述多相流检测装置的插入方向为横向，则所述探头件的连接壁、第一壁、第二壁位于大致相同高度。
[0028]进一步地，基于如上所述的多相流检测系统，系统的服务器根据所述多相流检测装置的图像传感器获取的图像信息，计算得到分散相颗粒特征参数；并结合所述多相流检测装置的温度传感器获取的温度信息，得到随温度和时间变化的所述分散相颗粒特征参数。
[0029]进一步地，所述多相流检测系统的服务器对所述图像传感器获取的图像信息进行处理并分析，若相邻两帧以上图像在相同位置具有相同的颗粒形状轮廓，则判定探头件的第一视窗或第二视窗有附着物，进而通过所述多相流检测装置的控制器控制探头件的电加热件加热。
[0030]本专利技术提供的技术方案带来的有益效果如下：
[0031]a.有效解决多相流过程图像监测过程中因分散相颗粒黏附、沉积导致的图像画质差，过程监测中断的难题；本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多相流检测装置，其特征在于，包括筒体及设置在所述筒体内的以下部件：探头件(100)，其自所述筒体的浸没端向内部缩进，所述探头件(100)包括第一壁(102)、第二壁(104)和连接壁(106)，所述连接壁(106)设置在所述第一壁(102)与第二壁(104)之间，所述第一壁(102)、连接壁(106)和第二壁(104)之间形成检测流道(108)；其中，所述第一壁(102)上设有第一视窗(1021)，所述第二壁(104)上设有第二视窗(1041)，所述第一视窗(1021)与第二视窗(1041)相对设置；光源(200)，其设置在第一壁(102)远离所述检测流道(108)的一侧，且所述光源(200)与所述第一视窗(1021)相对设置，以使其发出的光线能够依次穿过第一视窗(1021)、检测流道(108)、第二视窗(1041)；导光件(300)及光学镜头(400)，其中，所述导光件(300)设置在所述第二壁(104)远离所述检测流道(108)的一侧，所述导光件(300)被配置为将透过第二视窗(1041)的光线中的至少部分光线导向所述光学镜头(400)。2.根据权利要求1所述的多相流检测装置，其特征在于，所述第一壁(102)与第二壁(104)被配置为在浸没检测时呈大致竖立状态。3.根据权利要求1所述的多相流检测装置，其特征在于，所述探头件(100)上还设有电加热件(510)，所述探头件(100)为导热件，以使所述电加热件(510)产生的热量能够被传导至所述第一视窗(1021)和/或第二视窗(1041)。4.根据权利要求3所述的多相流检测装置，其特征在于，还包括图像传感器(600)和控制器，所述控制器的信号输出端与所述电加热件(510)电连接，其中，所述图像传感器(600)被配置为对所述检测流道(108)进行成像，若所述图像信息被分析得到第一视窗(1021)或第二视窗(1041)有附着物的结论，则所述控制器控制所述电加热件(510)加热。5.根据权利要求4所述的多相流检测装置，其特征在于，还包括温度传感器(520)，其与所述控制器的信号输入端电连接，所述控制器被配置为：若所述图像信息被分析得到第一视窗(1021)或第二视窗(1041)有附着物的结论，则记录所述温度传感器(520)检测到的初始温度值，并控制所述电加热件(510)加热；将所述温度传感器(520)实时检测到的实时温度值与所述初始温度值进行比较，若所述实时温度值减去所述初始温度值的温差值达到预设的温差阈值，则所述控制器控制所述电加热件(510)停止加热。6.根据权利要求4所述的多相流检测装置，其特征在于，所述光源(200)被配置...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴园一，高振国，
申请(专利权)人：苏州晶视智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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