本发明专利技术涉及一种在线测量浆态床内三相含率的装置。所述装置包括电导探针检测单元(2)和电阻层析成像检测单元(1)；所述电导探针检测单元(2)包括设置在浆态床(9)内若干电导探针(4)，用于测定气相体积含率；所述电阻层析成像检测单元(1)包括设置在浆态床(9)内壁上的若干传感器电极(3)，用于测定气相体积含率和固相体积含率之和；所述的电导探针(4)和传感器电极(3)在浆态床(9)的圆周上等弧均匀设置，且纵向呈多层设置。本发明专利技术的装置可以很方便快捷的得到浆态床内气液固三相各自的体积含率，分析容易，精度较高，安全无辐射。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化学工程领域，具体地，本专利技术涉及。
技术介绍
浆态床作为化工领域内应用广泛的一种反应器，浆态床三相含率包括气相含率、液相含率和固相含率三个部分，其内三相的含率分布是反应器设计和放大的重要参数，同时三相的含率分布对于控制反应的进行也具有重要的意义。由于三相流动的复杂性，目前简洁、有效的能够同时测得三相含率的测试技术仍然很缺乏，三相含率的实验数据也很少，能够准确描述其流动行为的数学模型也十分有限，这种局面制约着三相床的学术研究和工业应用。对于床层内固相含率的测量，Zhang Kai等人报道了一种采用取样器取样后进行分析确定的方法(Chemical Engineering Journal 86 (2002) 299-307),而 Karim Kiared等人报道了一种利用放射性物质作为示踪粒子进行探测的方法(Chem. Eng.Technol. 22(1999)8,683-689) 0采用Zhang Kai等人报道的用取样器取样后进行分析确定固相含率的方法，但是该方法存在取样困难、误差大的缺点。而Karim Kiared等人报道的使用放射性物质的方法，但是该方法存在检测技术成本高，具有放射性，存在一定的安全隐患等不足。为了简洁、有效的能够同时测得三相含率，便于反应器的开发和放大，本专利技术提出了一种浆态床内三相含率的测量方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述采用取样器取样后进行分析确定固相含率的方法中存在取样困难、误差大的缺点，以及采用放射性物质测量固相含率的检测技术成本高、具有放射性的缺点，而提供了。根据本专利技术的在线测量浆态床内三相含率的装置包括电导探针检测单元2和电阻层析成像检测单元I ;所述电导探针检测单元2包括设置在浆态床9内若干电导探针4，用于测定气相体积含率；所述电阻层析成像检测单元I包括设置在浆态床9内壁上的若干传感器电极3，用于测定气相体积含率和固相体积含率之和；所述的电导探针4和传感器电极3在浆态床9的圆周上等弧均匀设置，且纵向呈多层设置。作为上述方案的一种改进，所述的电导探针4对称的分布在浆态床9内，其进入浆态床9内的长度不同且小于半径；所述的电导探针4检测点的数目为4 8。作为上述方案的又一种改进，所述的传感器电极3对称的分布在浆态床9上；所述的传感器电极3的数目小于32。作为上述方案的再一种改进，所述的装置还包括支撑单元10，该支撑单元10用于支撑电导探针检测单元2和电阻层析成像检测单元I。作为上述方案的还一种改进，所述的装置还包括数据处理单元8，所述数据处理单元8与电导探针检测单元2和电阻层析成像检测单元I相连，用于数据的处理。本专利技术还提供了一种在线测量浆态床内三相含率的方法，该方法通过电阻层析成像检测单元I中均匀设置在浆态床9圆周的内壁上的若干传感器电极3，测定气相体积含率和固相体积含率之和；通过电阻层析成像检测单元I中均匀设置在浆态床9圆周的内壁上的若干传感器电极3，测定气相体积含率和固相体积含率之和，其中电导探针4和传感器电极3在浆态床9的圆周上等弧均匀设置，且纵向呈多层设置来实现的；该方法包括以下步骤I)包含气、液、固三相浆体流经浆态床时，安装在浆态床9内的若干电导探针4测定的信号传输给电导探针检测单元2，经过数模转换后传输给数据处理单元(8)，计算得到气相体积含率；2)安装在浆态床9内壁上的若干传感器电极3测定的信号传输给电阻层析成像检测单元1，经过数模转换后传输给数据处理单元8，计算得到气相体积含率和固相体积含率之和；3)根据步骤I)得到的气相体积含率和步骤2)中得到的气相体积含率和固相体积含率之和，计算得到固相体积含率；4)根据步骤2)中得到的气相体积含率和以及气、液和固三相的体积含率之和为I，计算得到液相体积含率；步骤I)中所述的气、液、固三相浆体中液相为导电介质，固相和气相为不导电物质。作为上述方案的一种改进，所述的步骤I)中浆体中的固体粒度为I 1000 μ m，固相体积含率小于25%。作为上述方案的又一种改进，其特征在于，所述的步骤I)中浆体中的气相体积含率为5 60%。本专利技术是一种连续在线测量技术，通过在线测量浆态床内三相流动中产生的电信号，经过信号处理能够快捷方便的得到三相各自的含率。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是将电阻层析成像检测单元的传感器电极置于浆态床内壁，电导探针检测单元的电导探针置于浆态床内的测量点。传感器电极和电导探针分别通过信号电缆与检测单元相连接，检测单元通过USB数据线与计算机处理系统相连接。将电阻层析成像分检测单元和电导探针检测单元安装于支架上，通过计算机处理系统对检测的数据进行处理。电阻层析成像检测单元检测得到气相和固相体积含率之和，电导探针检测单元得到气相体积含率，二者的差值即是固相的体积含率，二相的体积含率之和为I，I减去气相体积含率和固相体积含率的和就得到液相的体积含率。本专利技术可以同时测量浆态床内轴向和径向三相各自的体积含率，测量误差在10 %以内。本专利技术的有益效果是，可以很方便快捷的得到浆态床内气液固三相各自的体积含 率，分析容易，精度较高，安全无辐射；该方法相比常规方法存在分析测量方便快捷的优点，能够在两分钟内同时确定气液固三相各自的体积含率，相比采用放射性物质的检测技术的方法具有成本更低、安全无放射性的优点。附图说明图I为本专利技术的测量方法原理图；图2是本专利技术的测量方法中的检测装置示意图；图3为本专利技术的电导探针和传感器电极在浆态床圆周上的分布示意图。附图标识I、电阻层析成像检测单元2、电导探针检测单元3、传感器电极4、电导探针5、信号电缆7、USB数据线8、数据处理单元9、浆态床10、支撑装置具体实施方式 下面结合附图对本专利技术的装置进一步详细的说明。在图I中，传感器电极3的信号通过信号电缆传输给电阻层析成像检测单元1，经过USB数据线7将由I经过数模转换后的数据传输给数据处理单元8。其测量方法是将气相和固相一起做为一不导电的相，利用传感器电极3测量得到的电导率数据，通过数据处理单元8，应用麦克斯韦定律得到气相体积含率和固相体积含率的和。电导探针4的信号通过信号电缆5传输给电导探针检测单元2，经过USB数据线7将由2经过数模转换后的数据传输给数据处理单元8 ;其测量方法是应用电导探针测量反应器内局部电导率值，当气泡被电导探针4穿刺时，根据电导探针4检测到的电导率的变化，经数据处理单元8计算出局部气相体积含率。通过多个测量通道，可以同时对被测截面中多个测量点进行上述参数的测量，从而得到该测量截面的气相体积含率。上述二者测量结果的差值就是固相体积含率。由于三相的体积含率之和为I, I减去气相体积含率和固相体积含率的和就得到液相的体积含率。在图2所示实施例中，传感器电极3被置于浆态床9内壁，电导探针4置于浆态床9内，如图3所示，电导探针4和传感器电极3均匀且对称的分布在浆态床的圆周上，电导探针4的数目为4 8个，且每个深入浆态床9内的位置可以不同，以测量浆态床9内不同位置的气相体积含率，电阻层析成像检测单元I和电导探针检测单元2被放置于支撑装置10上。传感器电极和电导探针分别通过信号电缆5与检测单元I和2连接，检测单元通过USB数据线7与数据处理单元8相连接。通过计算机处理系统进行分析得到浆态床不同本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种在线测量浆态床内三相含率的装置，所述装置包括电导探针检测单元(2)，其特征在于，该装置还包括电阻层析成像检测单元(I)； 所述电导探针检测单元(2)包括设置在浆态床(9)内若干电导探针(4)，用于测定气相体积含率； 所述电阻层析成像检测单元(I)包括设置在浆态床(9)内壁上的若干传感器电极(3)，用于测定气相体积含率和固相体积含率之和； 所述的电导探针(4)和传感器电极(3)在浆态床(9)的圆周上等弧均匀设置，且纵向呈多层设置。2.根据权利要求I所述的在线测量浆态床内三相含率的装置，其特征在于，所述的电导探针(4)对称的分布在浆态床(9)内，其进入浆态床(9)内的长度不同且都小于半径。3.根据权利要求I或2所述的在线测量浆态床内三相含率的装置，其特征在于，所述的电导探针⑷检测点的数目为4 8。4.根据权利要求I所述的在线测量浆态床内三相含率的装置，其特征在于，所述的传感器电极(3)对称的分布在浆态床(9)上。5.根据权利要求I或4所述的在线测量浆态床内三相含率的装置，其特征在于，所述的传感器电极⑶的数目小于32。6.一种在线测量浆态床内三相含率的方法，该方法通过电阻层析成像检测单元(I)中均匀设置在浆态床(9)圆周的内壁上的若干传感器电极(3)，测定气相体积含率和固相体积含率之和；通过电阻层析成像检测...
【专利技术属性】
技术研发人员：王玉华，杨宁，李静海，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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