CN108181518A - 一种等重测量带电颗粒物荷质比的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种等重测量带电颗粒物荷质比的装置及方法，测量装置由封盖(3)，通式法拉第筒(4)、和重锤式翻板阀(5)等组成，封盖(3)上端与颗粒输送管道(1)通过绝缘胶管(2)相连，静电计(7)与通式法拉第筒(4)通过信号线(6)相互连接，静电计(7)再通过信号线(6)与电脑(8)连接，颗粒物进入通式法拉第筒(4)中，当积累到临界卸料重量后，重锤式翻板阀(5)会自动开启卸料，电脑(8)上显示的静电量与颗粒物的累计重量的比值就是此时输送的颗粒物的荷质比。卸料完成后，重锤式翻板阀关闭，进行下一次的测量。本测量装置具有使用方便，操作简单，测量准确高效等优点。

Description

一种等重测量带电颗粒物荷质比的装置及方法

技术领域

本发明涉及带电颗粒物的静电水平测量，具体地涉及一种等重测量带电颗粒物荷质比的装置及方法。

背景技术

颗粒物处理的过程中，颗粒与颗粒、颗粒与管道或反应器壁面的不断接触分离会产生静电并不断积累，由此会造成一些诸如静电放电，甚至粉尘或易燃气体的静电爆炸危害，对工作人员的生命安全造成巨大威胁，对工业生产造成严重的经济损失。如粮食储备方面，关乎到国家民生和国家粮食安全，而绝缘的谷物颗粒在输送和装填的过程中在粮仓中会不断积累静电荷，当粮堆上方空间电场达到空气击穿场强时就会发生静电放电现象，如果此时空气中存在粉尘就有发生粉尘爆炸的可能性，关于粮仓的静电爆炸事件国内外也经常有报道，因此对颗粒物的静电水平进行测量监控具有重大的现实意义。直接测量颗粒物的电荷量的一种常用方法是使用法拉第筒测量，需要取样测量，再倒出颗粒物进行称重，经过计算才能获得颗粒物的荷质比，其中取样的过程中会难以避免与颗粒接触，导致测量结果不能真正反映颗粒的实际带电情况，且测量过程繁琐，效率低，无法实现对颗粒物荷质比数据的高频率采集；另一方面，实际过程中一些情况并不存在人工取样的条件，或者人工取样很不方便。鉴于上述原因，发明一种等重测量带电颗粒物荷质比的装置及方法是很有必要的。

发明内容

技术问题：本发明提供了一种等重测量带电颗粒物荷质比的装置及方法，可以避免了人工操作的繁琐和对测量准确性的影响，可以实现自动取样和卸料，持续测量颗粒物的荷质比。

技术方案：本发明的等重测量带电颗粒物荷质比的装置，包括通式法拉第筒、设置在所述通式法拉第筒上侧开口的封盖、设置在所述封盖上并与通式法拉第筒连通的绝缘胶管、设置在通式法拉第筒下侧开口的重锤式翻板阀，所述通式法拉第筒包括同轴的外筒和内筒，设置在所述内筒和外筒之间并连接支撑二者的支撑件，所述支撑件用绝缘材料制成，所述重锤式翻板阀包括设置在通式法拉第筒底端的支点、连接在所述支点上的连接杆和杠杆、与所述连接杆固定连接的重锤式翻板阀、设置在所述杠杆上的砝码，所述重锤式翻板阀能够封闭内筒的底端开口，所述砝码能够在杠杆上调整位置。

进一步的，本发明装置还包括通过信号线与通式法拉第筒连接的静电计、与所述静电计连接的电脑。

进一步的，本发明装置中，所述封盖为金属材质，与通式法拉第筒通过螺纹连接。

进一步的，本发明装置中，所述重锤式翻板阀为金属材质，重锤式翻板阀与支点间用绝缘材质的连接杆绝缘连接。

进一步的，本发明装置中，所述内筒下端与重锤式翻板阀贴合。

进一步的，本发明装置中，所述砝码能够在杠杆上调整位置，根据实际需要改变临界卸料重量。

本发明的等重测量带电颗粒物荷质比的方法，包括以下步骤：

1)将封盖上的绝缘胶管与取样的颗粒输送管道连接；

2)将设置在杠杆上的砝码根据实际需要调整位置，调整临界卸料重量；

3)打开电脑及静电计，使测量系统清零，从颗粒输送管道向内筒中输送物料，并开始记录法拉第筒中的电荷量，管道中的物料不断进入内筒中，电脑实时显示进入内筒的颗粒物的电荷量情况；

4)当颗粒物积累到临界卸料重量后，重锤式翻板阀会自动开启卸料，此时电脑上显示的静电量与颗粒物的累计重量的比值就是此时输送的颗粒物的荷质比。

进一步的，本发明方法中，所述步骤2)中的临界卸料重量为保证进入内筒的颗粒物不溢出的前提下，刚好能使重锤式翻板阀的阀片由封闭状态转变为开启状态的重量。

本发明使用等重(每次取样质量恒定为m)的通式法拉第筒测量装置，测量得到电荷量Q，根据公式得到带电颗粒物的荷质比，所述荷质比测量装置由封盖，通式法拉第筒、重锤式翻板阀等组成，封盖上端与颗粒输送管道通过绝缘胶管相连，静电计与通式法拉第筒与通过信号线相互连接，静电计再通过信号线与电脑连接，颗粒物进入通式法拉第筒中，当积累到一定重量后，重锤式翻板阀会自动开启卸料，电脑上显示的静电量与颗粒物的累计重量的比值就是此时输送的颗粒物的荷质比。卸料完成后，重锤式翻板阀关闭，进行下一次的测量。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：

与传统的法拉第筒测量方法相比，本发明涉及的直接测量带电颗粒物荷质比的装置具有如下优点：

使用时直接与输送管道或旁路管道相连取样，无需人工取样测量再称重计算，更方便，操作更简单，也满足没有人工取样的条件下的使用测量。

整个测量过程中，仅安装时需要人工操作，安装好后可以自动取样，卸料，重复测量，避免了取样中操作人员与颗粒物的接触，测量更准确。

使用了重锤式翻板阀，当样品重量达到设定重量时，翻板阀自动开启卸料，进行下一次的测量，可以持续不断测量来料的荷质比，测量更高效，为安全生产提供保障。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为通式法拉第杯正视图。

图3为通式法拉第杯俯视图。

图4为重锤式翻板阀正视图。

图5为重锤式翻板阀俯视图。

图中有：1-颗粒输送管道，2-胶管，3-封盖，4-通式法拉第筒，5-重锤式翻板阀，6-信号线，7-静电计，8-电脑，401-外筒，402-内筒，403-支撑件，501-阀片，502-连接杆，503-杠杆，504-砝码，505-支点。

具体实施方式

下面结合实施例和说明书附图对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明涉及的等重测量带电颗粒物荷质比的测量装置，由封盖3，通式法拉第筒4、和重锤式翻板阀5等组成，封盖3和通式法拉第筒的外筒401及内筒402均使用不锈钢材质，外筒401及内筒402之间使用聚四氟乙烯材质支撑件403支撑，重锤式翻板阀5的支点505通过焊接的方式固定在通式法拉第筒4的外筒401下端，阀片501的材质为不锈钢，阀片501与支点505之间的连接杆502材质为聚四氟乙烯。封盖3上端与颗粒输送管道1通过绝缘胶管2相连，避免封盖3与来料管道的直接接触对测量造成影响，静电计7与通式法拉第筒4与通过信号线6相互连接，静电计7再通过信号线6与电脑8连接，通式法拉第杯4由两个同轴的不锈钢圆管：外管401和内管402组成；外管401和内管402之间通过三个绝缘材料的支撑件403固定和绝缘，内管402通过信号线6与静电计7相连，外管401通过金属线接地。颗粒物进入通式法拉第筒4中，当积累到一定重量后，重锤式翻板阀5会自动开启卸料，电脑8上显示的静电量与颗粒物的累计重量的比值就是此时输送的颗粒物的荷质比。卸料完成后，重锤式翻板阀关闭，进行下一次的测量。可以根据实际需要通过改变砝码504的位置，改变每次取样的重量。测量系统中的通式法拉第筒4和静电计7要做好接地措施。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。

Claims (9)

1.一种等重测量带电颗粒物荷质比的装置，其特征在于，该装置包括通式法拉第筒(4)、设置在所述通式法拉第筒(4)上侧开口的封盖(3)、设置在所述封盖(3)上并与通式法拉第筒(4)连通的绝缘胶管(2)、设置在通式法拉第筒(4)下侧开口的重锤式翻板阀(5)，所述通式法拉第筒(4)包括同轴的外筒(401)和内筒(402)，设置在所述内筒(402)和外筒(401)之间并连接支撑二者的支撑件(403)，所述支撑件(403)用绝缘材料制成，所述重锤式翻板阀(5)包括设置在通式法拉第筒(4)底端的支点(505)、连接在所述支点(505)上的连接杆(502)和杠杆(503)、与所述连接杆(502)固定连接的阀片(501)、设置在所述杠杆(503)上的砝码(504)，所述阀片(501)能够封闭内筒(402)的底端开口，所述砝码(504)能够在杠杆(503)上调整位置。

2.根据权利要求1所述的一种等重测量带电颗粒物荷质比的装置，其特征在于，该装置还包括通过信号线(6)与通式法拉第筒(4)连接的静电计(7)、与所述静电计(7)连接的电脑(8)。

3.根据权利要求1所述的一种等重测量带电颗粒物荷质比的装置，其特征在于，所述封盖(3)为金属材质，与通式法拉第筒(4)通过螺纹连接。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种等重测量带电颗粒物荷质比的装置，其特征在于，所述阀片(501)为金属材质，阀片(501)与支点(505)间用绝缘材质的连接杆(502)绝缘连接。

5.根据权利要求1、2或3所述的一种等重测量带电颗粒物荷质比的装置，其特征在于，所述内筒(402)下端与阀片(501)贴合。

6.根据权利要求1、2或3所述的一种等重测量带电颗粒物荷质比的装置，其特征在于，所述砝码(504)能够在杠杆(503)上调整位置，根据实际需要改变临界卸料重量。

7.一种等重测量带电颗粒物荷质比的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)将封盖(3)上的绝缘胶管(2)与取样的颗粒输送管道(1)连接；

2)将设置在杠杆(503)上的砝码(504)根据实际需要调整位置，调整临界卸料重量；

3)打开电脑(8)及静电计(7)，使测量系统清零，从颗粒输送管道(1)向内筒(402)中输送物料，并开始记录法拉第筒中的电荷量，电脑(8)实时显示进入内筒(402)的颗粒物的电荷量情况；

4)当颗粒物积累到临界卸料重量后，重锤式翻板阀(5)会自动开启卸料，此时电脑(8)上显示的静电量与颗粒物的累计重量的比值就是此时输送的颗粒物的荷质比。

8.根据权利要求7所述的等重测量带电颗粒物荷质比的方法，其特征在于，所述步骤2)中的临界卸料重量为保证进入内筒(402)的颗粒物不溢出的前提下，刚好能使重锤式翻板阀(5)的阀片(501)由封闭状态转变为开启状态的重量。

9.根据权利要求7所述的等重测量带电颗粒物荷质比的方法，其特征在于，所述系统清零在每次测量前均要进行，清零的时间节点为重锤式翻板阀(5)卸料完成后与内筒(402)闭合起来继续取样的那一刻。