输气管道内颗粒与液滴的在线检测装置及方法_2

文档序号:8456190阅读:来源:国知局
或液滴的形状特性,以期对颗粒的种类区分;
[0047] 已知被测颗粒和/或液滴的折射率,实现了在线测量结果修正,实时给出了计算 结果;
[0048] 工字形或十字形光阑形成了特殊形状测量体,利用特殊形状测量体,消除了边缘 计数误差问题;
[0049] 由于在某些高温高压环境(例如天然气输气管道等)需要检测粉尘粒径大小及浓 度,而本发明的输气管道内颗粒与液滴的在线检测装置适合在高温高压力下进行检测,安 全可靠。
[0050] 应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不 能限制本申请。
【附图说明】
[0051] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0052] 图1为本发明一实施例的输气管道内颗粒与液滴的在线检测装置的结构示意图;
[0053] 图2为本发明一实施例的采样装置101的结构示意图;
[0054] 图3为本发明另一实施例的输气管道内颗粒与液滴的在线检测装置的结构示意 图;
[0055] 图4为本发明另一实施例的采样装置101的结构示意图;
[0056] 图5为本发明实施例的气溶胶导管106的结构示意图;
[0057] 图6为本发明实施例的光学装置102的结构示意图;
[0058] 图7为本发明一实施例的测量工作模式示意图;
[0059] 图8为本发明另一实施例的测量工作模式示意图;
[0060] 图9为本发明实施例的粒子折射率的修正流程图;
[0061] 图10为本发明实施例的有效粒子测量示意图;
[0062] 图11为本发明实施例的在线检测方法流程图;
[0063] 图12为一实施例中图11的S1105的方法流程图;
[0064] 图13为另一实施例中图11的S1105的方法流程图;
[0065] 图14为图13的S1302方法流程图。
【具体实施方式】
[0066] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例,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他 实施例,都属于本发明保护的范围。
[0067] 如图1所示,本发明实施例提供一种输气管道内颗粒与液滴的在线检测装置,其 特征在于,所述的在线检测装置包括:采样装置101、光学装置102、光电转换单元103及数 据处理装置104。
[0068] 采样装置101主要用于输气管道中气体的采样,结合图2所示,采样装置101包 括:采样嘴105、气溶胶导管106、流量控制单元107及过滤单元108。气溶胶导管106 -端 通过采样嘴105连接输气管道,另一端通过管109道依次连接流量控制单元107及过滤单 元108。流量控制单元107控制采样流量,样品经过过滤单元108净化。图1及图2采样装 置101适用于输气管道压力为高压的情况,无需真空泵,过滤单元108过滤净化后的气体可 以选择放空或进入回收装置。
[0069] 对于输气管道压力为常用或负压的情况,如图3及图4所示,采样装置101还需要 设置真空泵301,真空泵301的作用是进行抽气,真空泵301连接至过滤单元108,过滤单元 108过滤净化后的气体可以选择放空或进入回收装置。
[0070] 气溶胶导管106设置在光学装置102中,具体结构如图5所示。气溶胶导管类型 可以根据测量环境进行选择,高压环境测量时一般采用耐压型号导管,高温环境使用时一 般采用耐高温型号导管。
[0071] 如图6所示,光学装置102包括:光源1、扩束准直与起偏装置2、第一聚焦透镜3、 第二聚焦透镜4、第三聚焦透镜7、分光装置8、第一探测器6、第一探测器组12及第二探测 器组10。
[0072] 光源1发出的入射光进入扩束准直与起偏装置2,然后经过第一聚焦透镜3汇聚在 交点处所述光学装置的敏感区(测量体)61。采样装置101采集的含有颗粒与液滴等粒子 的气体经过气溶胶导管106进入光学装置102,当颗粒或液滴穿过敏感区61时,入射光照 射到颗粒或液滴上之后,将向各个方向发生散射。-90°方向的散射光信号经过第二聚焦透 镜4进入第一探测器6中。0-180°方向中的某个角度或多个角度的散射光经过分光装置 8分为P光信号及S光信号,P光信号及S光信号将分别进入第一探测器组12或第二探测 器组10。P光信号进入第一探测器组12还是第二探测器组10由分光装置8中透镜的具体 摆放位置决定,如果P光信号所述第一探测器组12,则S光信号进入第二探测器组10, P光 信号所述第二探测器组10,则S光信号进入第一探测器组12。
[0073] 光电转换单元103分别与连接第一探测器6、第一探测器组12及第二探测器组10 连接,光电转换单元103可以将-90°方向的散射光信号转换为-90°方向电信号,还可以 将P光信号及S光信号经过分别转换为P电信号及S电信号,并将电信号进行相应的放大 处理。
[0074] -实施例中,光学装置还可以包括:第一反射镜62,将经过述第二聚焦透镜4的散 射光信号反射到第一探测器6中。
[0075] 一实施例中,光学装置还可以包括:第一扩束与准直装置5,第一扩束与准直装置 5设置在第一探测器6之前,第一扩束与准直装置5可以通过光纤63连接第一探测器,在有 限光纤的长度范围内可以移动光学装置102,方便用于测量。另外,第一扩束与准直装置5 还可以与第一探测器6集成于一体。
[0076] -实施例中,光学装置还可以包括:第二反射镜64,用于将经过分光装置的P光信 号或S光信号反射到第一探测器组12或第二探测器组10。
[0077] 一实施例中,光学装置102还可以包括:第二扩束与准直装置11及第三扩束与准 直装置9。第二扩束与准直装置11设置在第一探测器组12之前,第二扩束与准直装置11 可以通过光纤63连接第一探测器组12,第二扩束与准直装置11还可以与第一探测器组12 集成于一体。第三扩束与准直装置9设置在第二探测器组10之前,第三扩束与准直装置9 可以通过光纤63连接第二探测器组10,在有限光纤的长度范围内可以移动光学装置102, 方便用于测量。另外,第三扩束与准直装置9还可以与第二探测器组10集成于一体。
[0078] 光学装置102中的光源1可采用复色光光源,由于复色光是不同波长的组合光,每 一个组成曲线的"峰"和"谷"相互"补偿"或者"扯平",因此使得散射光的光能与粒径之间 可以保持一一对应的单值关系,即光能-粒径曲线时单调曲线。光源1不限于复色光光源, 还可采用单路激光或者多路激光。
[0079] 本发明的光学装置102采用异轴侧向采光,接收角为0-180°、-90°等多个角度, 可以将散射光偏振态测量与散射光能测量分开。
[0080] 扩束准直与起偏装置2之前的光路上还可以设置特殊形状光阑,偏振复色光或者 激光光源1发出的光经过特殊形状光阑以及扩束准直与起偏装置2和聚焦装置3,形成体积 足够小的特殊形状测量体。足够小的测量体,可以实现单粒子(颗粒或液滴)测量,接收单 粒子散射信息可以用于对粒子进行具体的描述。特殊形状光阑很好的解决了边缘计数误差 的问题,进一步提高了测量结果的准确性。
[0081] 如图1及图3所示,数据处理装置104连接光电转换单元103,数据处理装置104 可以分别对-90°方向电信号以及P电信号与S电信号进行处理,测量。
[0082] 具体实施时,光电转换单元103输出的电信号(-90°方向电信号以及P电信号与 S电信号)输入计算机(数据处理装置104),按预先编写的软件程序判断所测粒子类型并 进行分类,计算出所测粒子的粒径大小及其分布,测量出粒子的形状特性,该粒子形状特性 为球形或非球形。由于子散射光的偏振特性可获得粒子的形状特性,球形颗粒具有保偏特 性,非球形颗粒具有退偏特性,可以在30°、60°、90°、120°、150°、180等多个角度安装 P和S散射光接收光路,实现多角度偏振态测
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1