一种气固两相流颗粒参数测量方法及装置制造方法及图纸

本申请涉及一种气固两相流颗粒参数测量方法及装置，方法包括：根据声发射传感器获取管道内颗粒产生的声发射信号；根据所述声发射信号确定单位时间内检测到的所有粒径大于d

【技术实现步骤摘要】
一种气固两相流颗粒参数测量方法及装置


[0001]本申请涉及气固两相流在线测量技术范围，具体涉及一种气固两相流颗粒参数测量方法及装置。

技术介绍

[0002]在一些工业过程中，气流带着颗粒在管道中流动，完成一些必要的工艺流程。比如燃煤电厂中，风(煤)粉作为燃料，通过管道进入锅炉进行燃烧发电。含粉气流是一种两相流，包括气相和固相。固相由大量不同大小的颗粒组成，颗粒在管道中的质量流量和浓度是该两相流的重要参数。对于风粉燃料，管道之间的质量流量或浓度需要相对的平衡来提高燃烧效率，所以质量流量和浓度的测量对于燃烧优化有着积极的意义。
[0003]现有技术中，采用静电传感器来测量质量流量和浓度，用静电传感器信号的大小(RMS值)来给出颗粒的浓度值，然后用至少两个静电信号之间的互相关给出颗粒流动的平均速度，通过浓度和速度可以计算出质量流量。用静电传感器加上声发射传感器来精确的测量质量流量和浓度,关键在于在一定的采样时间里，得到所有通过的颗粒的总质量。由于声发射传感器具有一定的敏感性，当颗粒粒径小于一定的数值d
l
时，声音信号的幅值会非常小，淹没于噪声里，不能再用于粒径的测量。因而用声学法对粒径的测量有个下限。因此，对于粒径小于d
l
的颗粒，如何通过合理的理论计算的方法在线实时计算出这些小颗粒的总质量，从而给出颗粒总质量的修正值，并且最终得到更准确的质量流量和浓度测量是本专利技术要解决的问题。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，提出了本申请以便提供一种克服上述问题的气固两相流颗粒参数测量方法及装置。
[0005]本申请实施例的技术方案是这样实现的：
[0006]本申请实施例提供一种气固两相流颗粒参数测量方法，包括：
[0007]根据声发射传感器获取管道内颗粒产生的声发射信号；
[0008]根据所述声发射信号确定单位时间内检测到的所有粒径大于d
l
的颗粒的质量m
j
和粒径d
j
,其中，j为大于等于1的正整数；
[0009]根据所述颗粒的多组质量m
j
和粒径d
j
确定粒径大于d的颗粒总质量M
d
；
[0010]根据所述颗粒粒径d及颗粒总质量M
d
的多组测量值(d
i
，M
di
)拟合得到修正后的颗粒总质量M0，其中，i为大于等于1的正整数；
[0011]根据M0确定颗粒的质量流量Q
s
，其中，K
Q
为放大系数，t
f
为采样时间。
[0012]在本申请实施例中，还包括：根据颗粒的质量流量Q
s
，确定所述管道内的风粉浓度
μ，其中，Q
a
为管道内空气质量流量。
[0013]在本申请实施例中，还包括：根据颗粒的质量流量Q
s
，确定所述管道内的颗粒分布密度ρ
sp
，其中q为总体积流量。
[0014]在本申请实施例中，根据所述颗粒的多组质量m
j
和粒径d
j
拟合得到修正后的颗粒总质量M0，包括：
[0015]根据所述颗粒粒径d及颗粒总质量M
d
的多组测量值(d
i
，M
di
)，利用公式拟合得到修正后的颗粒总质量M0、颗粒的均匀性指数n以及特征粒径d
c
。
[0016]在本申请实施例中，根据所述颗粒的多组质量m
j
和粒径d
j
确定粒径大于d的颗粒总质量M
d
，包括：
[0017]对于大于粒径d的所有颗粒的总质量M
d
，通过公式
[0018][0019]计算得到，进而可以得到多组测量值(d
i
，M
di
)。
[0020]在本申请实施例中，所述根据声发射传感器获取颗粒产生的声发射信号，包括：
[0021]所述声发射传感器包括波导杆，获取颗粒撞击所述波导杆所产生的信号峰值p
j
，通过公式m
j
＝g(v
j
,p
j
)计算得到颗粒的质量m
j
，其中v
j
为颗粒撞击时的速度，所述v
j
由颗粒流速传感器检测得到。
[0022]在本申请实施例中，所述颗粒的粒径d
j
通过公式得到，其中，ρ为颗粒密度。
[0023]此外，本申请实施例还提供一种气固两相流颗粒参数测量装置，所述装置包括声发射传感器，与所述声发射传感器连接的声波传导杆，以及颗粒流速传感器；所述装置用于采用本申请实施例提供的方法检测管道内颗粒的参数。
[0024]在本申请实施例中，所述颗粒流速传感器为静电传感器或光学传感器。
[0025]本申请实施例至少具有以下有益效果：
[0026]本申请实施例提出了描述颗粒粒径d与大于该粒径的颗粒总质量M
d
之间的关系式，通过该公式更合理的描述了工业管道中的颗粒粒径与质量之间的关系，在此基础上，本申请实施例还提出了一个在线测量方案，可以快速、准确的给出参数值，其中包括计算出包含所有小颗粒(d<d
l
)的总质量M0，进而根据颗粒总质量M0的修正值，可以给出更准确的颗粒质量流量和浓度流量参数。
附图说明
[0027]图1为本申请实施例提供的气固两相流颗粒参数测量装置示意图。
[0028]图2为本申请实施例提供的气固两相流颗粒参数测量过程示意图。
[0029]图3为本申请实施例提供的单个颗粒撞击产生的声发射信号的示意图。
[0030]图4为本申请实施例提供的通过拟合方法确定参数的示意图。
具体实施方式
[0031]为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述，所描述的实施例不应视为对本申请的限制，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
[0032]在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。
[0033]在以下的描述中，所涉及的术语“第一\第二”仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。
[0034]除非另有定义，本申请实施例所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本申请实施例中所使用的术语只是为了描述本申请本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气固两相流颗粒参数测量方法，其特征在于，根据声发射传感器获取管道内颗粒产生的声发射信号；根据所述声发射信号确定单位时间内检测到的所有粒径大于d
l
的颗粒的质量m
j
和粒径d
j
，其中，j为大于等于1的正整数；根据所述颗粒的质量m
j
和粒径d
j
确定粒径大于d的颗粒总质量M
d
；根据所述颗粒粒径d及颗粒总质量M
d
的多组测量值(d
i
，M
di
)拟合得到修正后的颗粒总质量M0，其中，i为大于等于1的正整数；根据M0确定颗粒的质量流量Qs，其中，K
Q
为放大系数或标定系数，t
f
为采样时间。2.根据权利要求1所述的气固两相流颗粒参数测量方法，其特征在于，还包括：根据颗粒的质量流量Q
s
，确定所述管道内的风粉浓度μ，其中，Q
a
为管道内空气质量流量。3.根据权利要求1所述的气固两相流颗粒参数测量方法，其特征在于，还包括：根据颗粒的质量流量Qs，确定所述管道内的颗粒分布密度ρ
sp
，其中q为总体积流量。4.根据权利要求1所述的气固两相流颗粒参数测量方法，其特征在于，根据所述颗粒粒径d及颗粒总质量M
d
的多组测量值(d
i
，M
di
)拟合得到修正后的颗粒总质量M0，包括：根据所述颗粒的多组粒径d
i
和颗粒总质量M
di

【专利技术属性】
技术研发人员：王雪，
申请(专利权)人：沃森有限公司，
类型：发明
国别省市：