[实用新型]一种多相流中颗粒速度与浓度的光纤探头测量仪

说明书

本实用新型提供一种多相流中颗粒速度与浓度的光纤探头测量仪，其包括光纤探头本体、用于发射光源的激光二极管、光电转换模块及上位机；所述光纤探头本体包括用于接收发射光源的发射端、用于接收光信号的接收端及反射端；发射端通过发射光纤束与接收端连接；接收端通过接收光纤束与反射端连接；接收端与光电转换模块连接；光电转换模块与上位机连接。适于更宽广的颗粒粒度范围，操作灵活，灵敏度高等优势。

技术领域

本实用新型属于检测仪器，具体涉及一种多相流中颗粒速度与浓度的光纤探头测量仪。

背景技术

迄今为止，气固、液固、气液两相流的研究者们提出了很多测量气固两相流中颗粒局部流率的方法，近年来学术界流化床研究所常用的测量颗粒速度的方法是多普勒激光测速技术以及高速影像分析法，光纤颗粒速度探头测量法，碰撞动量法，等速采样法等，

激光多普勒测速仪的激光束容易受到颗粒的阻挡，激光多普勒测速仪不能用于测量较大颗粒的运动速度，并且该设备系统复杂，价格昂贵，使用时技术要求高；高速影像分析法要得到正确的颗粒运动速度，需要借助计算机进行冗长的图像分析，数据处理复杂、费时，无法实现实时数据采集，同时由于现有探头的设计，只能适用于流化床提升管壁面的颗粒速度测量，而且这种方法对照明的要求比较高需要采用合适的示踪颗粒，同时由于摄像装置的精度限制，对尺寸小，运动速度高的颗粒，高速摄像技术就无能为力；等速采样法只有在颗粒的流率及速度较大时才会有较高的精度，对流场有干扰，测量精度不高，操作较为复杂，其应用机会不多。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种多相流中颗粒速度与浓度的光纤探头测量仪。

本实用新型采用以下技术方案：一种多相流中颗粒速度与浓度的光纤探头测量仪，其包括光纤探头本体、用于发射光源的激光二极管、光电转换模块及上位机；所述光纤探头本体包括用于接收发射光源的发射端、用于接收光信号的接收端及反射端；发射端通过发射光纤束与接收端连接；接收端通过接收光纤束与反射端连接；接收端与光电转换模块连接；光电转换模块与上位机连接。

在本实用新型一实施例中，光电转换模块包括n个光电转换器；所述激光二极管发射光源传输至发射端，自发射端发射一束发射光纤束分为n束至接收端，均匀分布在n束接收光纤束中传输至光纤探头；光纤探头发出的发射光经过反射端前端颗粒的反射，反射光由n束接收光纤束传输至接收端，再传输至相应的光电转换器；n为不小于2的自然数。

在本实用新型一实施例中，所述光电转换器为硅光电池。

在本实用新型一实施例中，还包括信号放大器、A/D转换器；所述信号放大器输入与光电转换模块输出连接；所述信号放大器输出经屏蔽线与A/D转换器输入连接；所述A/D转换器输出上位机连接。

在本实用新型一实施例中，所述A/D转换器为高频数据采集卡。

在本实用新型一实施例中，信号放大器的放大系数可调。

进一步的，所述信号放大器包括第一放大器、第二放大器、第一至第七电阻、第一电容、二极管及第二电容；光电转换模块的两个输出端分别接第一放大器的正负输入端；第一电阻一端接第一放大器正输入端，另一端接第二电阻一端；第二电阻另一端接地；第三电阻一端接第一放大器的负输入端；所述第三电阻另一端接第一放大器的输出；第一电容与第三电阻并联；所述第四电阻一端接第一放大器的输出；第四电阻另一端接第二放大器负输入端；第五电阻一端接第二放大器负输入端，另一端接第二放大器输出；第二电容一端接第五电阻一端，第二电容另一端接二极管阳极；二极管阴极接第五电阻另一端；第二放大器正输入端接第六电阻一端；第六电阻另一端接地；第二放大器输出经第七电阻与A/D转换器连接；所述第五电阻为可调电阻。