专利名称：一种测量处于离散状态颗粒粒度分布的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种超声测量技术，特别涉及一种测量处于离散状态颗粒粒度分布的装置。
背景技术：
对分散状态颗粒的粒度大小和浓度进行测量，在涉及两相流动的动力、化工、医药、环保、水利、材料等领域中具有广泛应用背景。与现有测量方法如筛分法、显微镜法、全息照相法、电感应法、沉降法等比较，超声法往往具有自动化程度高，能进行快速且准确的测量。同时由于超声波具有宽的频带范围，强穿透能力，可在有色甚至不透明的物质中传播并具有测量速度快，超声波传感器价格低且耐污损，特别适合作在线检测。现有的超声法颗粒测量手段中，采用穿透式或反射式对超声信号的测量，均需要超声波在待测对象中进行传播。在对高浓度和高衰减物质的测量过程中，超声波的传播声·程有限，使得测量信号存在信噪比过小缺点，甚至不能检测到有效声信号，测量过程不能得以实现。同时现有多数方法采用了脉冲激励方式的超声波，在高浓度和高衰减情况下很难得到有效的信号，而连续波和猝发波激励下的超声波换能器能发出具有足够大的声强超声信号用于高浓度样品颗粒粒度测量。
发明内容本实用新型是针对超声波对高浓度和高衰减物质的测量存在的问题，提出了一种测量处于离散状态颗粒粒度分布的装置，采用连续波或者猝发波激励换能器，利用穿透式变声程方法测量声衰减信号，计算得出颗粒样品中的声衰减系数，并根据这些声衰减谱再计算得出对高浓度和高衰减颗粒的颗粒粒度分布及浓度，测量信号清晰。本实用新型的技术方案为一种测量处于离散状态颗粒粒度分布的装置，计算机编辑连续波和猝发波波形信号输出，波形信号经过信号发生器发出激励电信号，经功率放大电路放大，触发发射换能器发出声波，超声波经过测量区中的待测样品衰减后由接收换能器接收，并经过信号处理电路的信号放大、高速模数转换电路模数转换后传输给计算机处理。所述发射和接收换能器选用浸入式宽带超声换能器，宽带换能器以法兰形式和管道连接或插入管道中作在线检测。所述计算机可选用单板机、单片机、可编程微处理器和DSP数字处理芯片。所述测量区为管道的一段，发射和接收两个换能器固定在管道两侧。本实用新型的有益效果在于本实用新型测量处于离散状态颗粒粒度分布的装置，声波在样品中传播，穿透被测介质，不仅能够实现了声波与颗粒物的充分接触，而且非常适合对于高浓度、高衰减样品的检测，测量速度快。
图I为本实用新型测量处于离散状态颗粒粒度分布的装置的结构示意图；图2为本实用新型测量处于离散状态颗粒粒度分布的装置实施例中扫频输出猝发波激励信号波形图；图3为本实用新型测量处于离散状态颗粒粒度分布的装置实施例中扫频输出的连续波信号的声衰减谱示意图；图4为本实用新型测量处于离散状态颗粒粒度分布的装置中测量换能器的结构示意图。
具体实施方式
如图I所示测量处于离散状态颗粒粒度分布的装置的结构示意图，计算机I编辑连续波和猝发波波形信号输出，波形信号经过信号发生器2发出激励电信号，经功率放大电路3放大，触发发射换能器4发出声波，超声波经过测量区中的待测样品5衰减后由接收换能器6接收，并经过信号处理电路7的信号放大、高速模数转换电路8模数转换后传输给计算机处理。所述测量区为管道的一段，发射和接收两个换能器分别固定在管道两侧，由于发射换能器4采用连续波或者猝发波进行激励，既可以保证较宽的频谱又能保证激励出声强较强的声波，因此在高浓度高衰减颗粒样品5中仍然可以得到较高的声信号幅值。发射换能器4发射超声波穿过测量区，被对侧接收换能器6接收，对待测样品5(指由颗粒和液体连续介质构成的混合物)进行测试，其声衰减系数有如下关系
权利要求1.一种测量处于离散状态颗粒粒度分布的装置，其特征在于，计算机编辑连续波和猝发波波形信号输出，波形信号经过信号发生器发出激励电信号，经功率放大电路放大，触发发射换能器发出声波，超声波经过测量区中的待测样品衰减后由接收换能器接收，并经过信号处理电路的信号放大、高速模数转换电路模数转换后传输给计算机处理。
2.根据权利要求I所述测量处于离散状态颗粒粒度分布的装置，其特征在于，所述发射和接收换能器选用浸入式宽带超声换能器，宽带换能器以法兰形式和管道连接或插入管道中作在线检测。
3.根据权利要求I所述测量处于离散状态颗粒粒度分布的装置，其特征在于，所述计算机可选用单板机、单片机、可编程微处理器和DSP数字处理芯片。
4.根据权利要求I所述测量处于离散状态颗粒粒度分布的装置，其特征在于，所述测量区为管道的一段，发射和接收两个换能器固定在管道两侧。
专利摘要本实用新型涉及一种测量处于离散状态颗粒粒度分布的装置，计算机编辑连续波和猝发波波形信号输出，经过信号发生器发出激励电信号，经功率放大电路放大后激励换能器发射超声波，在测量区中穿过被测样品被对侧接收换能器采集到，并经过信号处理电路的信号放大、高速模数转换电路模数转换后传输给计算机处理，利用穿透式变声程方法测量声衰减信号，计算得出颗粒样品中的声衰减系数，并根据这些声衰减谱再计算得出对高浓度和高衰减颗粒的颗粒粒度分布及浓度，测量信号清晰。实现对处于离散状态颗粒粒度分布的快速测量。
文档编号G01N15/02GK202661357SQ20122030302
公开日2013年1月9日 申请日期2012年6月27日 优先权日2012年6月27日
发明者苏明旭, 田昌, 蔡小舒 申请人:上海理工大学