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专利名称：一种新型的颗粒堆积状态检测方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于监控检测技术领域，特别涉及一种新型的颗粒堆积状态检测方法及装置。
背景技术：
目前的料位检测技术一般只能适用于大量物料的密相堆积面(如料仓、液面)高度，而且应用范围一般限于常温常压条件下。在专利CN2222344，“阻振式料位检测传感装置”、CN2293905Y“电容式料位传感器”和CN87215064U“负压式膜片开关料位计”等中报导的现有测量手段基本都为接触式测量，或者受温度影响较大，不能实现高温高压下的测量。在石化、能源、材料等领域，散体颗粒与流体连续流动处理方式越来越多，实时了解颗粒堆积状态的意义就越来越大。在这些体系里，为了提高反应器的效率，迫切需要一种新型的空间点、面上的颗粒运动/堆积状态检测方法，以了解反应器内某一个空间点内的颗粒运动与堆积状态，并能够适应反应器内部的高温、高压环境。

发明内容
本发明的目的是提供一种新型的颗粒堆积状态检测方法及装置。其特征在于所述新型的颗粒堆积状态检测方法是通过检测探测信号被离散颗粒或颗粒团聚体吸收或反射后的强度、相位以及频率变化，并使用信号处理部件对信号的变化进行运算来判断待测点、面上是否存在颗粒的堆积。检测装置组成为发射部件1和接收部件5由传输部件2连接到容器3内待测的空间位置，接收部件5通过电缆和信号处理部件6连接。其检测过程为发射部件1发出探测信号并送入传输部件，传输部件2将信号传输至位于容器3内待测空间位置，信号在待测空间内的传输过程中被离散颗粒或者颗粒团聚体4吸收或反射，信号强度、相位或频率发生变化，变化后的信号再由传输部件2传输至接收部件5；接收部件5将信号的强度、相位或频率信号转换为数字信号并传输至后继的信号处理部件6；信号处理部件6根据信号强度、相位或频率的变化，判断待测空间位置上颗粒堆积的状态。
所述传输部件包括光纤、微波波导管或发射与接收天线。
所述探测信号包括可见与非可见光波、微波或无线电波。
本发明的有益效果是可以适应热态反应器高温、高压、化学物质腐蚀、粉尘堆积等恶劣环境，实时了解容器内某一个空间点内的颗粒运动与堆积状态，对于提高反应器的效率具有非常重要的作用。


图1是利用探测信号检测空间内颗粒堆积状态的装置示意图。
图2是测量立管中气固两相流的颗粒循环通量的一个示意图。
图3是测量密相输运管道的颗粒堆积状况的一个示意图。
具体实施例方式
本发明是一种新型的颗粒堆积状态检测方法及装置。所述新型的颗粒堆积状态检测方法是通过检测发射部件发出的探测信号(包括可见与非可见光波、微波或无线电波)被容器3内的离散颗粒或者颗粒团聚体4吸收或反射后的强度、相位或者频率变化，并使用信号处理部件6对探测信号的变化进行运算处理，来判断待测点、面上是否存在颗粒的堆积。图1所示为利用探测信号检测空间内颗粒堆积状态的装置示意图。该检测装置包括发射部件1和接收部件5，发射部件1和接收部件5由传输部件2(包括光纤、微波波导管或发射与接收天线)连接到容器3内待测的空间位置，接收部件5通过电缆和信号处理部件6连接。其检测过程为发射部件1发出探测信号并送入传输部件2，传输部件2将探测信号传输至位于容器3内待测空间位置，探测信号在待测空间的传输过程中被离散颗粒或颗粒团聚体4吸收或反射，信号强度、相位或频率发生变化，变化后的探测信号再由传输部件2传输至接收部件5；接收部件5将探测信号的强度、相位或频率变化转换为数字信号并传输至后继的信号处理部件6；信号处理部件6根据信号强度、相位或频率变化判断待测空间位置上颗粒是否存在堆积。本发明可以适应热态反应器高温、高压、化学物质腐蚀、粉尘堆积等恶劣环境。下面再举两个实施例对本发明予以进一步说明。
实施例一如图2所示，本发明可以应用在立管7中气固两相流(如石油炼制的催化裂化过程，矿石加工过程等)中颗粒循环通量的测量。立管后端的荷重挡板阀8可以利用颗粒本身的重量实现阀的自动开闭；颗粒在阀关闭期间能够在立管7的末端进行堆积；将本发明所述的颗粒堆积状态检测方法中的发射部件1以及接收部件5放置在立管7末端管壁的两个不同高度上，就可以知道这两个高度被颗粒淹没的时间差，进而得到颗粒的循环通量。
实施例二如图3所示，本发明可以应用在密相输运管道9扩径处的颗粒堆积状况的测量。在扩径处10放置本发明所述的颗粒堆积状态检测方法中的发射部件1以及接收部件5放置在扩径处10的一个局部空间点附近，即可知道该点是否存在颗粒堆积的死区。
权利要求
1.一种新型的颗粒堆积状态检测方法，其特征在于所述新型的颗粒堆积状态检测方法是检测发射部件(1)发出的探测信号被离散颗粒或者颗粒团聚体(4)吸收或反射后的信号强度、相位或者频率变化情况，并使用信号处理部件(6)根据信号的变化判断待测点、面上是否存在颗粒的堆积；其检测过程为发射部件(1)发出探测信号并送入传输部件(2)，传输部件(2)将信号传输至位于容器(3)内待测的空间位置，信号在待测空间的传输过程中被离散颗粒或者颗粒团聚体(4)吸收或反射，信号强度、相位或频率发生变化，变化后的探测信号再由传输部件(2)传输至接收部件(5)；接收部件(5)将信号的强度、相位或频率变化转换为数字信号并传输至后继的信号处理部件(6)；信号处理部件(6)根据这些信号的变化判断待测空间位置上存在颗粒的堆积状态。
2.实现新型的颗粒堆积状态检测方法的装置，其特征在于该检测装置的组成为发射部件(1)和接收部件(5)由传输部件(2)连接到容器(3)内待测的空间位置，接收部件(5)通过电缆和信号处理部件(6)连接。
3.根据权利要求2所述实现新型的颗粒堆积状态检测方法的装置，其特征在于所述传输部件包括光纤或微波波导管或发射与接收天线。
4.根据权利要求1所述新型的颗粒堆积状态检测方法，其特征在于所述探测信号包括可见与非可见光波、微波或无线电波。
全文摘要
本发明公开了属于监控检测技术领域的一种新型的颗粒堆积状态检测方法及装置。其检测方法是利用离散颗粒或者颗粒团聚体对探测信号的吸收或反射，得到待测点、面上的颗粒堆积状态；其装置是在容器的待测部位安装信号发射器，信号接收器，由传输部件将信号接收器和信号处理装置连接。该装置结构简单，操作简便易行，能实现非接触测量，并且可以适用于热态反应的高温、高压以及复杂化学组成等条件。该方法与其它相关控制设备相结合还能够对石油炼制、矿石加工、粉体制备过程的诸多重要参数进行实时监控，这对于反应器内部的效率具有非常重要的意义。
文档编号G01N22/00GK1546986SQ20031011719
公开日2004年11月17日 申请日期2003年12月5日 优先权日2003年12月5日
发明者钱震, 魏飞, 张明辉, 余皓, 汪展文, 金涌, 钱 震 申请人:清华大学