流电。气流管道6,通过所 述密封塞子5插接入所述测量试管1中。泵7,与所述气流管道6相连接。
[0045] 吸取测试液的喇叭形头部称之为取样头11，其内部为一中空管。取样头11端部内 孔的尺寸应大于预期最大颗粒的尺寸，以使所有颗粒能顺利被吸入并能通过取样头内的中 空管部分。
[0046] 根据流体力学原理，通盘考虑液体所测液样的流经通道，取样头11内测量孔尺寸 也应大于或等于测量小孔2或称为库尔特孔的尺寸，以使测试系统内待测液体的压力梯度 主要集中在测量孔处，而非取样头处。取样头11端部的外尺寸应尽量小，以不过分干扰待 测区域内流体的流场和化学反应或化工工艺过程。
[0047]取样头11采用等动力取样头，为使所采集的样品有代表性，必须使进入柔性管道 8的水流速度与采样点附近的水流的速度相同。这样才能使采集到的悬浮颗粒物浓度和水 样中的组分与实际水流中的完全一致。对于取样头相关部分的设计，还有两点需要进一步 说明，取样头及其后面的连接部分可作柔性设计，即采用柔性材料制备该流体通道。这样做 的目的，一方面，便于测量仪与待测液体所在的化工过程连接方便，还可使取样头容易到达 所感兴趣的测量位置，为此还可在化工液体反应腔内采用机械手移动取样头11，以到达或 精确定位感兴趣的检测位置；另一方面，取样头11和测量试管1分离开来，便于将测量环境 的电磁噪音隔开，保证测量过程顺利进行。
[0048] 再如图2所示的本发明与过程兼容微颗粒检测装置中混合腔体的示意图。还包括 自动注射泵10,将导电液体注入到的混合腔体9中。对于待测液体的电导率较小不足以产 生电阻脉冲信号的情形，在取样头11后部连接一个混合腔体9,采用可自动设置流量和控 制程序的注射泵10将已知电导率的导电液体，一般大于l〇S/m，如氯化钠溶液连续地注射 入混合腔体9中。通过适当控制待测液体吸入速度和注射泵10的流量，使得注射电导率大 溶液的过程，既不会影响待测液体的吸入过程，同时也不会影响到加入电导率大的溶液过 程，如不会出现导电液体通过取样头11流进测量液体中的现象。
[0049]一般地，由于上述的注射过程和待测液样的吸入过程，流体均有一定的动量，该动 量产生的对流促使两种流体在混合腔11内迅速混合成电导率均一的液体，以保证了液体 电导率的均一化。同时将混合腔体前端设计为圆锥形，增强混合效果。
[0050] 由于电导率大的溶液的加入，最终测量的微颗粒的体积浓度也将发生变化，其变 小了。为此需要重新计算待测液内的微颗粒浓度。待测液体内微颗粒的体积浓度可通过式 2算得.
[0051]
[0052] 其中：心、C2分别表示待测液微颗粒的实际体积浓度和加入导电液体后的体积浓 度即测量浓度；；q2分别为取样头11处待测液的流量和注射泵10的导电液体的流量。
[0053] 在测量过程中，开启待测液体泵送系统，开启导电液体加入系统，开启电阻信号测 量系统，即可实现待测液体内微颗粒的在线、实时、连续、定量测量。
[0054] 图3为本发明与过程兼容微颗粒检测方法的流程图，如图所示，本发明具体包括 如下步骤：
[0055] 步骤101，将取样头置于待测区域中，取样头入口处的形状为喇叭口形，收集待测 液体；
[0056]步骤102,取样头的另一端通过柔性管道与混合腔体连接；混合腔体的另一端为 圆锥形腔体，混合腔体内置有第一电极；
[0057]可选的，采用自动注射泵将导电液体注入到混合腔体中，与含有微颗粒的待测液 体充分混合。
[0058]具体的，本步骤为可选步骤，如待测液体电导率足够高，可省略该步骤；如待测液 体电导率较低，不足以获得测量电阻脉冲信号，则采用自动注射泵将导电液体实时、连续地 注入到步骤中的混合腔体中，并通过对流机制与含有微颗粒的待测液体充分混合，以使液 体具有均一的电导率值。
[0059] 步骤103,圆锥形腔体的小头端通过柔性管道与测量试管的测量小孔相导通，测量 试管的开口端上的密封塞子上连接气流管道，气流管道连接蠕动泵或真空泵；
[0060] 步骤104,在测量试管内置放第二电极，在第一电极和第二电极之间通入直流电。
[0061] 具体的，测量试管的开口端上的密封塞子上连接一个气流管道，在通道上布置蠕 动泵或真空泵或其它液体泵送装置，以实现连续取样的目的。其余部分按照库尔特计数原 理实现并完成测量过程。
[0062] 因此，本发明与过程兼容微颗粒检测装置和方法具有如下优点：
[0063] 1、具有在线、实时、连续、定量的测量能力；
[0064] 2、测量仪可与化工过程有机结合，取样头与柔性管道相连，可将取样头在测量过 程中通过机械手操作放在任何感兴趣的区域进行测量。
[0065] 3、不受待测液体的电导率限制，当待测液体的电导率较小，不足以获得电阻脉冲 信号时，采用自动注射泵定流量输入导电液体，以进行测量。
[0066] 4、将电磁敏感区域（小孔处）适当与采样处分离开来，便于实现磁屏蔽，获得较好 的电学信号，实现了操作的便捷性。
[0067] 最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参 照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明 的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
【主权项】
1. 一种与过程兼容微颗粒检测装置，其特征在于，所述装置包括： 取样头，置于待测区域，待测区域中的待测液体从所述取样头中吸入； 混合腔体，与所述取样头相导通； 第一电极，插接入所述混合腔体中； 测量试管，具有测量小孔，所述混合腔体利用柔性管道通过所述测量小孔与所述测量 试管相导通； 密封塞子，封接在所述测量试管口上； 第二电极，通过所述密封塞子插接入所述测量试管中，第一电极与第二电极直接通接 直流电； 气流管道，通过所述密封塞子插接入所述测量试管中； 泵，与所述气流管道相连接。2. 根据权利要求1所述的与过程兼容微颗粒检测装置，其特征在于，还包括自动注射 泵，将导电液体注入到所述的混合腔体中。3. 根据权利要求1所述的与过程兼容微颗粒检测装置，其特征在于，所述取样头具体 为等动力取样头。4. 根据权利要求1所述的与过程兼容微颗粒检测装置，其特征在于，所述取样头端部 内孔的截面积大于最大颗粒的截面积。5. 根据权利要求1所述的与过程兼容微颗粒检测装置，其特征在于，所述取样头内测 量孔的孔径不小于所述测量小孔的孔径。6. 根据权利要求1所述的与过程兼容微颗粒检测装置，其特征在于，所述泵为蠕动泵 或真空泵。7. -种与过程兼容微颗粒检测方法，其特征在于，所述方法包括： 步骤1，将取样头置于待测区域中，所述取样头入口处的形状为喇叭口形，收集待测液 体； 步骤2,取样头的另一端通过柔性管道与混合腔体连接；所述混合腔体的另一端为圆 锥形腔体，混合腔体内置有第一电极； 步骤3,圆锥形腔体的小头端通过柔性管道与测量试管的测量小孔相导通，所述测量试 管的开口端上的密封塞子上连接气流管道，所述气流管道连接蠕动泵或真空泵； 步骤4,在测量试管内置放第二电极，在第一电极和第二电极之间通入直流电。8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤2之后还包括：采用自动注射泵 将导电液体注入到混合腔体中，与含有微颗粒的待测液体充分混合。
【专利摘要】本发明涉及一种与过程兼容微颗粒检测装置和方法。装置包括：取样头，置于待测区域，待测区域中的待测液体从取样头中吸入；混合腔体，与取样头相导通；第一电极，插接入混合腔体中；测量试管，具有测量小孔，混合腔体利用柔性管道通过测量小孔与测量试管相导通；密封塞子，封接在测量试管口上；第二电极，通过密封塞子插接入测量试管中，第一电极与第二电极直接通接直流电；气流管道，通过密封塞子插接入测量试管中；泵，与气流管道相连接。因此，本发明与过程兼容微颗粒检测装置和方法可实现待测液体内微颗粒的在线、实时、连续、定量测量。
【IPC分类】G01N15/06
【公开号】CN104990848
【申请号】CN201510412905
【发明人】王晓东, 廖艳飞, 邱运昌
【申请人】中国科学院大学
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年7月14日