[实用新型]结构紧凑的同轴式全场彩虹液滴测量探针

说明书

本实用新型涉及液滴测量技术，旨在提供一种结构紧凑的同轴式全场彩虹液滴测量探针。其光路系统包括顺序安装在透镜套筒中的前透镜、后透镜和带有中心孔的圆盘，圆盘之后设带有定焦镜头的数码相机；一个平行于透镜套筒轴线的光纤准直器固定在圆盘边缘，其发射端对准后透镜上的通孔；前透镜与后透镜的间距小于这两个透镜的焦距，这两个透镜的等效像方焦平面位于后透镜与后透镜焦平面之间，圆盘的中心孔位于后透镜的像方焦点；定焦镜头的参数应保证能记录前透镜与后透镜等效像方焦平面处的清晰彩虹图像。本实用新型采用同轴式设计大幅减小全场彩虹探针的轴向尺寸，减轻了探针的重量，方便使用。能够对脱硫系统的浆液滴和雾滴的多种参数实现原位测量。

技术领域

本实用新型涉及液滴测量技术，特别涉及一种结构紧凑的同轴式全场彩虹液滴测量探针。该探针基于双透镜和带定焦镜头的相机，用于测量电厂脱硫系统中浆液滴或雾滴的粒径分布、折射率、温度(或组分)等参数。

背景技术

在环境污染问题日益严重的今天，煤炭清洁利用是大势所趋。煤炭燃烧产生的污染物包括二氧化硫、氮氧化物、可吸入颗粒物、重金属、多环芳烃等。其中二氧化硫作为主要污染物之一，会造成酸雨，腐蚀植被和建筑物，还会危害人类健康。在我国，石灰—石膏法是电厂应用最广泛的二氧化硫脱除技术，脱硫系统中浆液滴与烟气混合，其温度、粒径分布、组分等参数对二氧化硫脱除效率影响很大。目前对浆液滴的测量只是在除雾器出口测量烟气中浆液滴的含量：一种方法是认为浆液滴池中镁离子的浓度和除雾器出口浆液滴中的镁离子浓度相等，采用等速取样法和镁离子滴定法，测量浆液滴中镁离子含量，再折算出液滴的量。另一种方法是采用等速采样使烟气通过一级、二级捕集装置，采样后在干燥前后分别称重，二者之差即为液滴的量。

但是，目前对喷淋区的浆液滴缺少有效的测量方法，而且浆液滴的量难以充分反映浆液滴对脱硫效果的影响。彩虹散射技术通常需要采用直径较大的透镜，进而获得较大的散射光接收范围，以保证参数反演的准确性。然而，轴向尺寸较大的探头难以伸入脱硫系统测孔，不利于工程的实际应用。如能实用新型一种小尺寸全场彩虹探针，能够对脱硫系统的浆液滴的粒径分布、折射率、温度(组分)等参数实现原位测量，这对于深入研究浆液滴参数对脱硫效率影响，并以此改进浆液滴的雾化，从而提高湿法脱硫效率，具有重要意义，同时也为脱硫系统中多相流的深入研究创造了条件。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种结构紧凑的同轴式全场彩虹液滴测量探针。

为解决技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

提供一种结构紧凑的同轴式全场彩虹液滴测量探针，包括光路系统和数码相机；所述光路系统包括顺序安装在透镜套筒中的前透镜、后透镜和带有中心孔的圆盘，圆盘之后设带有定焦镜头的数码相机；一个平行于透镜套筒轴线的光纤准直器固定在圆盘边缘，其发射端对准后透镜上的通孔；前透镜与后透镜的间距小于这两个透镜的焦距，这两个透镜的等效像方焦平面位于后透镜与后透镜焦平面之间，圆盘的中心孔位于后透镜的像方焦点；定焦镜头的参数应保证能记录前透镜与后透镜等效像方焦平面处的清晰彩虹图像。

作为一种改进，所述前透镜为非球面透镜，直径为D，焦距为f₁，D/f₁>0.77；所述后透镜为球面透镜，直径为D，焦距为f₂；所述通孔的直径d>3mm，位于距离后透镜中心0.3D处。

作为一种改进，前透镜和后透镜分别嵌于卡环中；所述透镜套筒带有内螺纹，卡环和圆盘通过各自边缘的外螺纹装在透镜套筒中。

作为一种改进，在透镜套筒的侧面开有半圆孔，在透镜套筒的外侧偏心焊接通气套筒；通气套筒的一端接至半圆孔，用于使来自所述通气套筒的保护气进入透镜套筒，通气套筒的另一端与软管相连用于接入保护气。

作为一种改进，所述光纤准直器带有不可分离的尾纤，且由三个螺钉固定在圆盘的边缘上。