輸氣管道內(nèi)顆粒與液滴的在線檢測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及輸氣管道內(nèi)顆粒與液滴分析技術(shù)，特別是關(guān)于一種輸氣管道內(nèi)顆 粒與液滴的在線檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 如醫(yī)療、環(huán)境、工業(yè)凈化、食品、能源、電子及微生物等許多領(lǐng)域，都對氣體中的粒 子大小和濃度有嚴格的要求。例如，在高壓天然氣管道運輸過程中，由于粉塵和液滴的存 在，不但會引起管道的腐蝕，而且對增壓設(shè)備的運行產(chǎn)生不良的影響，所以需要在天然氣運 輸過程中設(shè)有凈化裝置，用來收集捕捉氣體中的粉塵和液滴，以控制管道中兩者的含量。同 時就需要粒子測量技術(shù)來檢測凈化后氣體中粉塵和液滴含量，用于提供凈化裝置的選型依 據(jù)及凈化裝置的性能評價。
[0003] 目前，國際著名公司（如：MetOne、Climet、PMS、LIGHTHOUSE、Malvern、Coulter、 Palas、Horiba、清新公司和島津公司等）的干式或濕式粒子計數(shù)器，大都是采用基于Mie理 論的光散射法。該方法具有適應(yīng)性廣、粒徑測量范圍廣、測量準確、精度高、重復性好和測量 速度快等特點，同時還具備所需獲知的被測顆粒及分散介質(zhì)的物理參數(shù)量少，儀器的自動 化和智能化程度高，可以實現(xiàn)在線測量的優(yōu)點。
[0004] 但這些粒子計數(shù)器也有不足之處，例如：
[0005] 1)無法區(qū)分粒子類型實現(xiàn)分布統(tǒng)計計數(shù)。當測量粒子中同時含有顆粒和液滴時， 卻無法將兩者得以區(qū)分，而將看為同種粒子進行測量，此時的測量結(jié)果就嚴重偏離實際情 況。
[0006] 2)無法反映粒子的形狀特性。對于不規(guī)則形狀的粒子測量，現(xiàn)有多數(shù)粒徑譜儀都 是給出具有相同散射光的標定粒子的粒徑大小，而無法反應(yīng)粒子的形狀特性。
[0007] 3)存在邊緣測量誤差。多數(shù)粒徑譜儀或粒子計數(shù)器沒有解決邊緣測量誤差的問 題，沒有篩選出穿過測量體的有效粒子，而是將通過測量體邊緣的粒子也進行計數(shù)，這就導 致了測量計數(shù)的誤差。
[0008] 4)不能實現(xiàn)測量結(jié)果的修正處理。根據(jù)測量原理可知，所測的粒子粒徑大小是根 據(jù)標定粒子的數(shù)據(jù)計算得出，而實際測量時被測粒子本身的折射率經(jīng)常會出現(xiàn)與標定粒子 折射率不同的情況，測量結(jié)果與實際情況有所偏離，因此需要對測量結(jié)果需要進一步修正。
[0009] 5)使用環(huán)境條件有限。多數(shù)粒徑譜儀由于其結(jié)構(gòu)特點或采樣系統(tǒng)的耐溫耐壓性， 只能在常溫常壓下操作，無法在高溫高壓的工業(yè)環(huán)境中使用。 【實用新型內(nèi)容】
[0010] 本實用新型提供一種輸氣管道內(nèi)顆粒與液滴的在線檢測裝置，以實現(xiàn)顆粒和液滴 的分別計數(shù)和粒徑分布統(tǒng)計，并進行數(shù)據(jù)的實時修正。
[0011] 為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型實施例提供一種輸氣管道內(nèi)顆粒與液滴的在線檢 測裝置，所述的在線檢測裝置包括：采樣裝置、光學裝置、光電轉(zhuǎn)換單元及數(shù)據(jù)處理裝置；
[0012] 所述采樣裝置包括：采樣嘴、氣溶膠導管、流量控制單元及過濾單元，所述氣溶膠 導管一端通過所述采樣嘴連接輸氣管道，另一端通過管道依次連接所述流量控制單元、過 濾單元；
[0013] 所述氣溶膠導管設(shè)置在所述光學裝置中，所述的光學裝置包括：光源、擴束準直與 起偏裝置、第一聚焦透鏡、第二聚焦透鏡、第三聚焦透鏡、分光裝置、第一探測器、第一探測 器組及第二探測器組；第一探測器組及第二探測器組可以分別由多個探測器組成。
[0014] 所述光源發(fā)出的入射光進入所述擴束準直與起偏裝置，然后經(jīng)過所述第一聚焦 透鏡匯聚在交點處形成所述光學裝置的敏感區(qū)，含有顆粒與液滴的氣體經(jīng)過所述氣溶膠 導管進入所述光學裝置，當顆?；蛞旱未┻^所述敏感區(qū)時，所述入射光照射到所述顆粒或 液滴上發(fā)生散射，-90°方向的散射光信號經(jīng)過所述第二聚焦透鏡進入所述第一探測器， 0-180°方向中的某個角度或多個角度的散射光經(jīng)過所述分光裝置分為P光信號及S光信 號，所述P光信號進入所述第一探測器組，所述S光信號進入所述第二探測器組；
[0015] 所述光電轉(zhuǎn)換單元連接所述第一探測器、第一探測器組及第二探測器組，用于 將-90°方向的散射光信號、P光信號及S光信號分別轉(zhuǎn)換為-90°方向電信號、P電信號及 S電信號；
[0016] 所述數(shù)據(jù)處理裝置連接所述光電轉(zhuǎn)換單元，輸出粒子類型、粒子形狀特性以及所 述顆粒和/或液滴的粒徑分布及濃度。
[0017] 一實施例中，所述采樣裝置還包括：真空泵，常壓或負壓狀態(tài)下，所述過濾單元連 接真空泵。
[0018] -實施例中，所述的光學裝置還包括：
[0019] 第一反射鏡，用于將經(jīng)過所述第二聚焦透鏡的散射光信號反射到所述第一探測 器。
[0020] 一實施例中，所述的光學裝置還包括：第一擴束與準直裝置，設(shè)置在所述第一探測 器之前，通過光纖連接所述第一探測器或者與所述第一探測器集成于一體。
[0021] 一實施例中，所述的光學裝置還包括：
[0022] 第二反射鏡，用于將經(jīng)過所述分光裝置的P光信號或S光信號反射到所述第一探 測器組或第二探測器組。
[0023] 一實施例中，所述的光學裝置還包括：
[0024] 第二擴束與準直裝置，設(shè)置在所述第一探測器組之前，通過光纖連接所述第一探 測器組或者與所述第一探測器組集成于一體；
[0025] 第三擴束與準直裝置，設(shè)置在所述第二探測器組之前，通過光纖連接所述第二探 測器組或者與所述第二探測器組集成于一體。
[0026] 一實施例中，所述擴束準直與起偏裝置與光源之間的光路上還設(shè)置光闌，所述光 闌為工字形。.
[0027] 一實施例中，所述擴束準直與起偏裝置與光源之間的光路上還設(shè)置光闌，所述光 闌為十字形。
[0028] 一實施例中，所述第一探測器組包括多個探測器。
[0029] 一實施例中，所述第二探測器組包括多個探測器。
[0030] 本申請的實施例提供的技術(shù)方案可以包括以下有益效果：
[0031]可以實現(xiàn)顆粒/液滴的在線區(qū)分，并給出兩者的粒徑分布等測量結(jié)果；
[0032]給出了被測顆粒和/或液滴的形狀特性，以期對顆粒的種類區(qū)分；
[0033] 已知被測顆粒和/或液滴的折射率，實現(xiàn)了在線測量結(jié)果修正，實時給出了計算 結(jié)果；
[0034] 工字形或十字形光闌形成了特殊形狀測量體，利用特殊形狀測量體，消除了邊緣 計數(shù)誤差問題；
[0035]由于在某些高溫高壓環(huán)境（例如天然氣輸氣管道等）需要檢測粉塵粒徑大小及 濃度，而本實用新型的輸氣管道內(nèi)顆粒與液滴的在線檢測裝置適合在高溫高壓力下進行檢 測，安全可靠。
[0036] 應(yīng)當理解的是，以上的一般描述和后文的細節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不 能限制本申請。
【附圖說明】
[0037] 為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提 下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0038] 圖1為本實用新型一實施例的輸氣管道內(nèi)顆粒與液滴的在線檢測裝置的結(jié)構(gòu)示 意圖；
[0039] 圖2為本實用新型一實施例的采樣裝置101的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040] 圖3為本實用新型另一實施例的輸氣管道