基于声发射技术的加压气力输送流型检测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于声发射技术的加压气力输送流型检测装置。利用易测可靠的声发射信号作为辅助变量，进行主导变量气固两相流流型的检测。在加压气力输送系统的水平管外管壁四个位置装设声发射接收探头，可以充分准确获取管道内颗粒与管壁、颗粒与颗粒之间的碰撞和摩擦声信号，该信号通过两级信号放大器进行放大，再通过数据采集器送入计算机。计算机对采集到的声信号进行变换处理，根据声信号特征反推管内流型。该实用新型具有不侵入流场、装置装卸简便、检测灵敏、环保安全和实时在线等优点。
【专利说明】基于声发射技术的加压气力输送流型检测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及多相流测量【技术领域】，特别是一种基于声发射技术的加压气力输送流型检测装置。
【背景技术】
[0002]流型是气固两相流系统中具有重要工程意义的检测对象，影响到系统的流动特性、传热传质特性和运行可靠性，同时两相流参数的准确测量也依赖对流型的了解。加压条件下，气固两相流动行为更加复杂，稳定性下降，掌握流型规律，实现对流型的准确识别对于控制加压气力输送系统的安全运行尤为重要。
[0003]加压气力输送过程的压力(差压)信号载有大量的动态信息，是物料特性、输送形态、稳定性、输送管道几何特性和能量交换等流动特性的综合体现。可通过压力(差压)信号处理(如频谱分析、小波变换、HiIbert-Huang变换等)获悉管内流型及其变化。然而传统的压力(差压)传感器在加压气力输送中的应用存在诸多缺点和局限，如测点需侵入流场，对管内流动有不可避免的影响；位置固定，不方便移动；安装维护要求高，为了保证测量的准确性和可靠性，在使用一段时间之后，需要对压力测点和探头定期清理，往往不得不对加压气力输送系统进行卸压，过程繁琐且有一定危险性，同时卸压还意味着气源的浪费；特别是对差压传感器而言，任一测点的漏气，都很容易造成超量程而损坏传感器。
[0004]近年来，较为先进的检测手段如核磁共振、CT成像、Y射线、以及光纤技术等在多相流中应用，使流型测量有一定的发展。但是上述检测手段均存在一些不足，如核磁共振技术设备昂贵，不易普及；CT成像数据处理量大，过程复杂繁琐；微波法易受环境干扰，精度不高；Y射线对人体有放射性危害，操作人员无安全保障；光纤测量技术具有一定的有效性及可靠性，但属于侵入型测量，对流场有一定的干扰。
[0005]材料或结构在受力产生形变时会在内部以弹性波的形式释放应变能，声发射(Acoustic Emission,简称AE)技术利用稱合在材料或者构件表面的压电探头对产生的弹性波进行接收，将弹性波转换成电信号。利用后续电路对检测到的电信号进行处理和显示，进而获得材料或者构件内部的情况。因此，声发射信号更易获得，并且更能从微观的角度反映气固两相流动的复杂性。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的在于提供一种基于声发射技术的加压气力输送流型检测装置，运用这种装置可以利用易测可靠的声发射信号作为辅助变量，进行主导变量气固两相流流型的检测，从而避免因测点侵入流场对管内流动产生不利影响，减小了测量误差。
[0007]本实用新型所涉及的基于声发射技术的加压气力输送流型检测装置，包括加压气力输送管道测试段，声发射接收探头，前置放大器，主放大器，数据采集器和计算机；其中，有若干个声发射接收探头分别紧贴安装于加压气力输送管道测试段外管壁上，声发射接收探头与前置放大器、前置放大器、主放大器、数据采集器以及计算机依次连接。[0008]作为上述技术方案的进一步改进，所述声发射接收探头数量为四个。
[0009]作为上述技术方案的再进一步改进，所述声发射接收探头的安装位置是沿加压气力输送管道测试段外管壁同一圆周均匀分布的。
[0010]本实用新型的装置主要针对加压气力输送流型的检测。本实用新型的检测装置系非侵入式，可实时在线监测管内流型。避免了对管内流动的影响，减小了测量误差；同时避免了传统的压力(差压)传感器在加压气力输送测量中的位置不便移动、需要定期装卸以清理探头、高压环境容易损坏传感器等缺点；可以方便地在输送管路外管壁的不同位置进行声发射信号的采集，能够更准确全面地获取管内流动信息。与核磁共振、CT成像、Y射线等方法相比，具有经济性更好，且环保安全的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是基于声发射技术的加压气力输送流型检测装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本实用新型的实施方式作详细说明。
[0013]如图1所示，一种基于声发射技术的加压气力输送流型检测装置，包括加压气力输送管道测试段，声发射接收探头，前置放大器，主放大器，数据采集器和计算机。其中，四个声发射接收探头分别均匀地紧贴安装于加压气力输送管道测试段外管壁上的同一圆周上，通过采集管路横截面不同位置的声发射信号，可以更准确全面地获取管内流动信息。声发射接收探头与前置放大器连接，前置放大器与主放大器连接，主放大器与数据采集器连接，数据采集器与计算机连接。
[0014]安装于加压气力输送管道测试段外管壁的四个声发射接收探头接收加压气力输送管内颗粒与管壁、颗粒与颗粒之间的碰撞和摩擦产生的声发射信号，声信号通过各级放大器放大，再通过数据采集器送入计算机。计算机利用现有的声信号处理软件，对收集到的声信号进行变换处理，根据声信号特征反推出管内流型。
[0015]本实用新型具体应用途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种基于声发射技术的加压气力输送流型检测装置，其特征在于:包括加压气力输送管道测试段(1)，声发射接收探头(2)，前置放大器(3)，主放大器(4)，数据采集器(5)和计算机(6);其中，有若干个声发射接收探头(2)分别紧贴安装于加压气力输送管道测试段(I)外管壁上，声发射接收探头(2)与前置放大器(3)、主放大器(4)、数据采集器(5)以及计算机(6)依次连接。
2.根据权利要求1所述的基于声发射技术的加压气力输送流型检测装置，其特征在于:所述声发射接收探头(2)数量为四个。
3.根据权利要求1所述的基于声发射技术的加压气力输送流型检测装置，其特征在于:所述声发射接收探头(2)的安装位置是沿加压气力输送管道测试段(I)外管壁同一圆周均匀分布的。
【文档编号】G01N29/14GK203561614SQ201320716933
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年11月14日 优先权日:2013年11月14日
【发明者】鹿鹏, 张桂臣, 姜瑞雪 申请人:南京航空航天大学