[发明专利]悬浮液颗粒浓度测量仪及其测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种悬浮液颗粒浓度测量仪及其测量方法。

背景技术

在多相流反应器流体力学参数测试领域，悬浮颗粒的浓度测量是一个必不可少的 重要方面。参数测试方法种类繁多，按检测方法的物理原理可分为侵入式和非侵入式测量 方法。

对于非侵入式，粒子成像测速仪（PIV）与激光多普勒测速仪（LDV）对测量体系均要 求透光分散相体积分数小于5%，可用于从低速直至超高速非稳定流场速度的测量；超声层 析成像技术（UCT）其应用局限于分散相含率低于20%并且无法进行实时测量。上述几种较为 常用的测试手段局限于相含率无法实时测量，而且相应仪器非常昂贵。

对于侵入式，最为常用莫过于直接取样和反射型光纤探针。要获得具有代表性的 样品，直接取样法对取样速度和体积有一定要求，并且所取样品的浓度检测方法主要为干 重法（将悬浮液多次离心洗涤并干燥处理后称量分离颗粒的质量来计算悬浮液浓度的方 法），操作过程复杂。随着研究的深入，光电检测法开始出现。光电检测法是根据不同浓度的 悬浮液对光的散射和吸收作用不同来确定浓度的方法，因其快速、准确且自动化程度高，很 快成为悬浮液浓度检测的主流方法。光电检测法分为散射法、透射法和散透比法等。这三种 方法分别是检测通过悬浮液后散射光强度、透射光强度和散射光与透射光强度的比值来确 定颗粒浓度。反射型光纤探针法属光电检测法范畴，但由于黑色固体颗粒对光反射差，因此 现有反射型光纤探针不适用于黑色固体颗粒的浓度检测。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种悬浮液颗粒浓度测量仪及其测量方法，适 用于黑色固体颗粒，吸取反射式光纤法的优点，提高测量精度；使用简便不需要进行样品后 处理，并且成本合理。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种悬浮液颗粒浓度测量仪，其特征 在于：包括电源、激光器、光电池、信号放大器、数据采集控制系统、计算机及探针；所述激光 器与光电池设置于所述探针上且所述激光器与光电池的间距可调，所述光电池用于接收所 述激光器发出的光线；所述光电池与所述信号放大器连接，所述信号放大器与所述数据采 集控制系统连接，所述数据采集控制系统与所述计算机及电源连接。

一种悬浮液颗粒浓度测量仪的测量方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤S1：根据待测样品的浓度对激光器与光电池的间距进行调节，调节原则为待测浓 度越高则选用间距越小；

步骤S2：将所述探针放置于待测样品中，同时接通电源为测量仪供电，使激光器发射光 线；

步骤S3：光电池接收所述光线穿过所述待测样品后的光信号，并将该光信号转换为电 信号；

步骤S4：所述电信号经所述信号放大器进行调零和放大处理，然后经所述数据采集控 制系统传输至计算机进行处理得到光线穿过待测样品后的电压值；

步骤S5：根据所述电压值以及电压-悬浮液颗粒浓度曲线获得待测样品的悬浮液颗粒 浓度。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明用于反应器内悬浮液颗粒浓度 测量，适用于黑色固体颗粒,吸取了反射式光纤法的优点，使仪器的分辨率有很大的提高； 同时，探针发射端与接收端距离与可测浓度范围存在对应关系，使仪器适用更广。

附图说明

图1是本发明系统结构原理图。

图2是本发明探针结构示意图。

图3是本发明一实施例的电压-悬浮液颗粒浓度曲线示意图。

图中：1-探针，2-激光器；3-光电池。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。