[实用新型]一种光纤测量探头及固体颗粒速度测量装置

说明书

本实用新型提供了一种光纤测量探头及固体颗粒速度测量装置，所述光纤测量探头包括设置于光纤长管中的至少4个光纤束；所述光纤束由接收光线与发射光纤随机排列组成；所述至少4个光纤束中每个光纤束的中心轴线与光纤长管的中心轴线的距离相等；所述至少4个光纤束中任意两个相邻光纤束的中心轴线的距离相等。本实用新型提供的光纤测量探头利用至少4个光纤束同时进行信号接收，两个相对的光纤束形成光纤束对，在测量平面上的颗粒在测量区间内的单向运动信号皆可被捕捉，由此可得颗粒在二维平面内的速度分布。

技术领域

本实用新型属于测量技术领域，涉及一种测量探头，尤其涉及一种光纤测量探头及固体颗粒速度测量装置。

背景技术

气固或液固流态化在工业生产中起着重要的作用，与生产过程的节能、降耗和开发新工艺过程密切相关，已在化工、石油、制药、农业、食品、发电等工业得到广泛应用。

液固流化床以液体为流化介质，与生产过程的离子交换、吸收和催化裂化过程密切相关，已应用于湿法冶金、选矿、化工、石油化工、生物化工、离子交换、聚合反应、吸收等领域。因此，流化床反应器中的流动特性一直都是研究热点，对流化床中固体颗粒速度的准确测量，对于流化床内的流动行为、轴向及径向混合、传热、传质特性的研究具有重要意义。

CN 209673599U公开了一种气固或液固两相流中固体颗粒的速度测量探头，包括探针杆和至少两个探针头管，每个探针头管从探针杆的一端插入探针杆内；基座一端连接于探针杆的另一端，另一端设有光源耦合端口及与探针头管一一对应的信号耦合端口；光纤束与探针头管一一对应，每个光纤束的一端包裹与探针头管内，每个光纤束的发射光纤均通过光源耦合端口从基座引出并由同一光源照射，每个光纤束的接收光线分别通过对应的信号耦合端口从基座引出。该速度测量探头将每个光纤束的发射光纤通过同一光源耦合端口从基座引出并由同一光源照射，相比采用多个光源而言简化了调整过程。

CN 202403890U公开了一种稠密两相流颗粒速度和浓度空间分布的测量装置，该装置包括图像采集端和图像处理单元；图像采集端用于拍摄流化装置内颗粒的运动视频，图像采集端包括激光源、光纤内窥镜、高速工业相机、图像采集卡与计算机，激光源提供的片型激光束确定流化装置中的测量区域；光纤内窥镜作为光学镜头拍摄所确定的测量区域，光纤内窥镜的镜头与激光束平面平行，其之间的距离保持在10mm。该测量装置能够在流场内进行多视角测量。

CN 110907314A公开了一种高温燃烧颗粒多参数测量的光纤簇探针装置及方法，包括探针部与检测部。激光光源发出激光经光纤传输，照射到待测高温颗粒，颗粒的后向散射光信号再经光纤传输给光电探测器，测得颗粒的二维运动速度、浓度等参数。关闭激光光源，光谱检测器接收来自燃烧状态下颗粒的光谱信号，测得高温颗粒的温度参数。

但上述测量仪仅能测量端面内瞬时的颗粒运动，且对测量端的要求很高，例如测量点的位置须处于颗粒均匀分布点、所测颗粒的运动方向须已知且大体一致等，远不能满足现实实验环境及研究需要。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种光纤测量探头及固体颗粒速度测量装置，尤其提供一种用于测量液固两相流或气固两相流中固体颗粒二维速度的光纤测量探头及固体颗粒速度测量装置。本实用新型提供的光纤测量探头能够用于测量气固两相流或液固两相流中二维平面内通过的颗粒速度，包括速度大小及速度分布方向，而且所述光纤测量探头几乎不受温度和外部电磁场等因素的影响，具有对流场干扰小、精度高且成本低的优势。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

第一方面，本实用新型提供了一种光纤测量探头，所述光纤测量探头包括设置于光纤长管中的至少4个光纤束；所述光纤束由接收光纤与发射光纤随机排列组成；所述至少4个光纤束中每个光纤束的中心轴线与光纤长管的中心轴线的距离相等；所述至少4个光纤束中任意两个相邻光纤束的中心轴线的距离相等。