CN112539912B - 一种测量宽粒径分布粉体悬浮速度的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测量宽粒径分布粉体悬浮速度的方法及装置，将待测粉体送入变截面流化床，期间，增加风量并监测变截面流化床是否有粉体颗粒逸出，当监测到有粉体颗粒逸出时，保持风量不变，使用激光散射法测量稀相悬浮段内不同高度处的悬浮颗粒粒径分布；再由风量以及变截面流化床不同高度处的截面积，计算出不同粒径颗粒对应的悬浮速度；后续再增加风量，并重复上述步骤，使得处于流化状态的粉体颗粒依次悬浮于稀相悬浮段，完成流化床内剩余待测粉体悬浮速度的测量，从而得到所测粉体不同粒径颗粒的悬浮速度。根据本发明提供的方法设置对应装置，可准确有效地测量出宽粒径分布粉体不同粒径颗粒对应的悬浮速度。
Description
技术领域
本发明涉及一种测量宽粒径分布粉体悬浮速度的方法及装置，属于粉体悬浮速度测量技术。
背景技术
颗粒悬浮速度就是指颗粒在流体中处于稳定悬浮状态时，流体的速度。悬浮速度是粉体颗粒的重要特性参数，测量粉体颗粒的悬浮速度对于设计气力输送系统、改善气力输送设备工艺效果都十分重要。
专利CN208653976U提供了一种悬浮速度测量装置。该套装置将所测量物料放在物料盒中，通过调节电动风阀的开启度，使得物料受到风机所产生的空气浮力与重力相等，从而实现物料在测试管路内的流化悬浮，进而获得该物料的悬浮速度。该装置只能针对单一粒径物料的悬浮速度测量。
专利CN205080153U提供了一种测试物料悬浮速度的装置。该套装置通过调节风机风量，使被测试物料恰好悬浮停留在透明测试筒二分之一高度处，然后用风速仪读取该处风速，从而获得该物料的悬浮速度。此时，该装置同样只能针对单一粒径颗粒测量悬浮速度。
然而，在工程实际中，粉体粒径通常分布较宽，现有技术方法及其装置，在面对宽粒径分布的粉体物料时，难以简便且快速的检测其悬浮速度。激光散射法广泛应用于粉体颗粒的粒径测量，其原理是：由于激光具有很好的单色性和极强的方向性,所以一束平行的激光在没有阻碍的无限空间中将会照射到无限远的地方，并且在传播过程中很少有发散的现象。当光束遇到颗粒阻挡时，一部分光将发生散射现象，散射光的传播方向将与主光束的传播方向形成一个夹角。在光束中的适当的位置上放置一个傅里叶透镜，这些不同角度的散射光通过傅里叶透镜后将在焦平面上将形成明暗交替的光斑，这些光斑包含着丰富的粒径信息。简单地理解就是半径大的光环对应着较小粒径的颗粒，半径小的光环对应着较大粒径的颗粒；在焦平面上安装一系列光电探测器，将这些由不同粒径颗粒散射的光信号转换成电信号，并传输到计算机中，计算机对这些信号进行处理，可准确地得到所测试颗粒的粒径分布。
综上所述，现有的颗粒悬浮速度测量方法及其装置在测量宽粒径分布粉体的悬浮速度上存在困难，尚需研发出一种可准确、快速测量宽粒径分布粉体悬浮速度的方法及其装置。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种可准确有效测量宽粒径分布粉体悬浮速度的方法及装置，用于解决现有粉体悬浮速度的测量方法及其装置难以测量宽粒径分布粉体悬浮速度的问题。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种测量宽粒径分布粉体悬浮速度的方法，包括如下步骤：
(1)将待测粉体送入变截面流化床内，再通入流化风，在变截面流化床内形成不同的气流速度，使得不同粒径的待测粉体悬浮于变截面流化床内的不同高度；实时调节风量并在线监测变截面流化床内是否有粉体颗粒逸出，当通入风量为Q时，监测到变截面流化床内有粉体颗粒逸出，维持风量不变，进行后续观测；
(2)记变截面流化床内稀相悬浮段的待检测高度有N个，第i个待检测高度记为高度Hi，初始化i＝1；
(3)对于变截面流化床内的高度Hi，检测其稳定悬浮状态下的代表粒径dpi，包括如下步骤：
(31)初始化j＝1；
(32)在时刻Ti,j，使用激光散射法测量高度Hi处的悬浮颗粒粒径分布，此时占比最高的颗粒粒径为dpi,j；
(33)经过时间间隔Δt后，在时刻Ti,(j+1)，使用激光散射法测量高度Hi处的悬浮颗粒粒径分布，此时占比最高的颗粒粒径为dpi,(j+1)；
(34)计算dpi,j和dpi,(j+1)的偏差
若E＞ES，表明稀相悬浮段内悬浮颗粒存在扰动，还未稳定，则进入步骤(35)；否则，可判定该稀相悬浮段内颗粒已处于稳定的悬浮状态，将dpi,(j+1)作为高度Hi处的代表粒径dpi，进入步骤(4)；ES为设定阈值；
(35)j＝j+1，返回步骤(33)；
(4)结合高度Hi处的变截面流化床内的截面积Si，计算高度Hi处的气流速度Vfi＝Q/Si，将Vfi作为粒径dpi的颗粒悬浮速度；
(5)i＝i+1：若i＞N，则结束；否则，进入步骤(6)；
(6)在时刻Ti，使用激光散射法测量高度Hi处的悬浮颗粒粒径分布，此时占比最高的颗粒粒径为dpi；结合高度Hi处的变截面流化床内的截面积Si，计算高度Hi处的气流速度Vfi＝Q/Si，将Vfi作为粒径dpi的颗粒悬浮速度；返回步骤(5)。
具体的，所述步骤(1)中，在向变截面流化床内通入流化风后、在使用激光散射法测量悬浮颗粒粒径分布前，实时调节通入风量并在线监测变截面流化床内是否有粉体颗粒逸出，在风量为Q时，变截面流化床内有粉体逸出；在执行步骤(2)～(5)时，维持风量Q不变；后续可以在风量Q基础上增加风量，重复步骤(2)～(5)，测得不同风量情况下的代表粒径及颗粒悬浮速度。
具体的，为了保证测量数据的准确以及避免测量数据的重复，对相关参数进行如下设置：时刻Ti,(j+1)和时刻Ti,j之间的时间间隔为Δt，Δt≥2s；高度Hi和高度Hi+1之间的高度间隔为ΔH，ΔH≥2cm；ES取值范围为5％～10％。为了保证测量数据的完整性，使用激光散射法对同一风量、不同高度的悬浮颗粒进行粒径分布测量时，选取N个位于不同高度的测量点进行粒径分布的测量，N≥5；
具体的，所述步骤(3)中，采用基于米氏散射理论的激光散射法测量高度Hi处的悬浮颗粒粒径分布；将一束激光平行地射向稀相悬浮段内的粉体颗粒，由颗粒产生的散射光经聚焦后在焦平面上形成明暗交替的光斑，将光信号转换成电信号并进行处理，可准确得到所测颗粒的粒径分布。
具体的，使用基于多普勒原理的微波测量法在线监测变截面流化床内是否有粉体颗粒逸出，在粉体颗粒经过耦合的测量场时，接收并分析反射回来的测量场微波能量，得到粉体颗粒的逸出情况；或者使用基于静电感应原理的静电测量法在线监测变截面流化床内是否有粉体颗粒逸出，在荷电颗粒通过测量段时，感应出荷电颗粒的电荷数，经分析得到粉体颗粒的逸出情况。
一种测量宽粒径分布粉体悬浮速度的装置，包括螺旋喂料机、电动机、电机控制器、计算机、变截面流化床、供风管、气体流量计、供风装置、阀门控制器、排料管、固体质量流量计、粉体回收装置、激光粒径探测器和升降器；所述变截面流化床包括从下向上相互连通的流化风室、流化区、整流器、稀相悬浮段、稳流管和渐缩管；
所述计算机与电机控制器相连接，电机控制器与电动机相连接，电动机驱动螺旋喂料机向变截面流化床的流化区喂料，计算机通过电机控制器以精准调节螺旋喂料机的启闭，从而实现向流化区精准下料给定质量的待测粉体颗粒；供风装置通过供风管向变截面流化床的流化风室供风，气体流量计安装在供风管上，使用阀门控制器调控供风装置中的供风阀，变截面流化床的渐缩管通过排料管与粉体回收装置连接，固体质量流量计安装在排料管上，激光粒径探测器安装在升降器上，激光粒径探测器朝向变截面流化床的稀相悬浮段。
具体的，所述供风装置包括风机、进风管、气体稳压罐、自动排气阀、自动排气管、供风管和供风阀，风机通过进风管与气体稳压罐相连接，气体稳压罐上设置有自动排气管和供风管，自动排气管上设置有自动排气阀，供风管上设置有供风阀和气体流量计。
具体的，所述计算机与阀门控制器相连接，阀门控制器与供风阀相连接，计算机通过作用阀门控制器以调节供风阀的开启度，以便于向流化风室稳定地提供所需流化风。
具体的，所述螺旋喂料机与设置于流化区一侧的进料口相连接，供风管与设置于流化风室另一侧的供风口相连接。
具体的，所述整流器介于流化区和稀相悬浮段之间，可以起到均流与导向的作用，避免出现中间流速大、管内壁处流速小以及流向不稳定的问题；整流器的尺寸大小与流化区相匹配，整流器的整流孔的当量直径为待测宽粒径粉体中粉体颗粒的最大粒径的100～500倍，以避免大粒径粉体颗粒阻塞整流器；整流孔为矩形或六边形或圆形中的一种。
所述稀相悬浮段具有大口端与小口端，其大口端与稳流管相连接，其小口端与整流器相连接；稀相悬浮段采用变截面的矩形漏斗结构，包括相对的两个倾斜面和正对的两个竖直面，激光粒径探测器朝向稀相悬浮段正对的两个竖直面；相对的两个倾斜面可以增大稀相悬浮段内的流速变化范围，便于粉体颗粒的悬浮；正对的两个竖直面可以避免在测量点处发生反射影响测量结果；为了能够使激光射入稀相悬浮段内，并且便于观察稀相悬浮段内粉体颗粒的流动及悬浮状态，稀相悬浮段宜采用透明材质；
所述稳流管连接于稀相悬浮段的大口端，可以有效避免靠近稀相悬浮段上边缘的悬浮粉体颗粒被渐缩管内较大的、不稳定的气流携带出去，稳流管的高度不宜太低，一般为稀相悬浮段高度的0.5～2倍；
所述渐缩管的大口端与稳流管相连接，渐缩管的小口端与排料管的进料口相连接。
具体的，所述计算机与固体质量流量计相连接，以便于计算机可以及时捕捉到固体质量流量计示数的细微变化；固体质量流量计实时在线监测排料管内是否有粉体颗粒通过，以便于了解变截面流化床内粉体颗粒的逸出情况；所述固体质量流量计为静电固体流量计或微波固体流量计，所述静电固体流量计或者微波固体流量计具有实时在线测量、适用于所有固体物料、无压力损失以及耐高温高压等优点。
具体的，所述粉体回收装置具体包括旋风除尘器和布袋除尘器，排料管出料口与旋风除尘器进料口相连接，旋风除尘器出风口与布袋除尘器进料口相连接。
具体的，所述激光粒径探测器布置于稀相悬浮段两侧，并垂直于相对的两个竖直面；计算机与激光粒径探测器之间通过两根导线相连接，一根导线控制启闭激光粒径探测器，另一根导线用来传输包含粒径信息的电信号。
具体的，所述升降器包括底座、升降杆、横梁和载物台，升降杆的下端固定在底座上，横梁固定在升降杆的上端，载物台固定在横梁两端；所述升降器设置于变截面流化床的一侧，且横梁与稀相悬浮段正对的两个竖直面相垂直；所述激光粒径探测器固定在载物台上；所述升降杆可以实现升降载物台的功能，达到调节测量点高度的目的，以便于测量稀相悬浮段内不同高度处悬浮颗粒的粒径分布。
有益效果：本发明提供的可准确有效测量宽粒径分布粉体悬浮速度的方法及装置，相对于现有技术，具有如下优势：
1、本发明中，将待测粉体送入变截面流化床，在通入流化风后，实时调节风量并在线监测变截面流化床是否有粉体颗粒逸出，当监测到有待测粉体颗粒逸出，维持流化风量不变，待系统稳定后，即可对稀相悬浮段内的悬浮颗粒进行粒径分布的测量，并利用风量以及测量点处截面积，获得所测粒径的悬浮速度；变截面流化床内的待测粉体由于不同的气流速度将会发生分层并且有着不同的运动状态，后续可通过增加风量，使得处于流化状态的粉体颗粒依次悬浮于稀相悬浮段，从而实现了测量宽粒径分布粉体悬浮速度的目标。克服了现有技术中的测量方法及其装置只能测量单一粒径粉体悬浮速度的缺陷。
2、本发明除了采用透明材质的稀相悬浮段用于观察测量现象外，还设置一固体质量流量计用于监测变截面流化床内粉体颗粒的逸出情况，此外，还通过激光粒径探测器对同一点粒径分布进行多次测量，当相邻两次测量结果的偏差E＜ES，ES取值范围为5％～10％，则可最终判定该系统处于稳定状态。如此，克服了现有技术中，仅凭借人工观察测量筒中粉体悬浮现象，来推断系统是否达到稳定状态，所带来的不确定性。
3、本发明结合测量过程中的需求，提出了升降器与激光粒径探测器相结合，实现升降激光粒径探测器的功能，达到调节测量点高度的要求，可以简便、快速的测得不同高度下粒径的分布情况，同时快速判断颗粒悬浮的稳定性。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图；
图2为升降器的结构示意图；
图中包括：1-计算机；2-电机控制器；3-螺旋喂料机；4-电动机；5-渐缩管；6-稳流管；7-稀相悬浮段；8-整流器；9-流化区；10-流化风室；11-排料管；12-固体质量流量计；13-旋风除尘器；14-布袋除尘器；15-供风管；16-气体流量计；17-阀门控制器；18-供风阀；19-自动排气管；20-自动排气阀；21-气体稳压罐；22-进风管；23-风机；24-激光粒径探测器；25-载物台；26-横梁；27-升降杆；28-底座。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1、图2所示为一种测量宽粒径分布粉体悬浮速度的装置，包括螺旋喂料机3、电动机4、电机控制器2、计算机1、变截面流化床、供风管15、气体流量计16、供风装置、阀门控制器17、排料管11、固体质量流量计12、粉体回收装置、激光粒径探测器24和升降器。
所述计算机1与电机控制器2相连接，电机控制器2与螺旋喂料机3的电动机4相连接，计算机1通过作用电机控制器2以精准调节螺旋喂料机3的启闭，从而实现向流化区9精确下料给定质量的待测粉体颗粒。
所述供风装置包括风机23、进风管22、气体稳压罐21、自动排气阀20、自动排气管19、供风管15和供风阀18，风机23通过进风管22与气体稳压罐21相连接，气体稳压罐21上设置有自动排气管19和供风管15，自动排气管19上设置有自动排气阀20，供风管15上设置有供风阀18和气体流量计16。
所述计算机1与阀门控制器17相连接，阀门控制器17与供风阀18相连接，计算机1通过作用阀门控制器17以调节供风阀18的开启度，以便于向流化风室10稳定地提供所需流化风。
所述螺旋喂料机3与设置于流化区9一侧的进料口相连接，供风管15与设置于流化风室10另一侧的供风口相连接。
所述变截面流化床包括从下向上相互连通的流化风室10、流化区9、整流器8、稀相悬浮段7、稳流管6和渐缩管5。
所述整流器8介于流化区9和稀相悬浮段7之间，可以起到均流与导向的作用，避免出现中间流速大、管内壁处流速小以及流向不稳定的问题；整流器8的尺寸大小与流化区9相匹配，整流器8的整流孔的当量直径为待测宽粒径粉体中粉体颗粒的最大粒径的100～500倍，以避免大粒径粉体颗粒阻塞整流器8，整流孔为矩形或六边形或圆形中的一种。
所述稀相悬浮段7具有大口端与小口端，其大口端与稳流管6相连接，其小口端与整流器8相连接；稀相悬浮段7采用变截面的矩形漏斗结构，包括相对的两个倾斜面和正对的两个竖直面，激光粒径探测器24朝向稀相悬浮段7正对的两个竖直面；相对的两个倾斜面可以增大稀相悬浮段7内的流速变化范围，便于粉体颗粒的悬浮；正对的两个竖直面可以避免在测量点处发生反射影响测量结果；为了能够使激光射入稀相悬浮段7内，并且便于观察稀相悬浮段7内粉体颗粒的流动及悬浮状态，稀相悬浮段7宜采用透明材质。
所述稳流管6连接于稀相悬浮段7的大口端，可以有效避免靠近稀相悬浮段7上边缘的悬浮粉体颗粒被渐缩管5内较大的、不稳定的气流携带出去，稳流管6的高度不宜太低，一般为稀相悬浮段7高度的0.5～2倍。
所述渐缩管5的大口端与稳流管6相连接，渐缩管5的小口端与排料管11的进料口相连接。
所述计算机1与固体质量流量计12相连接，以便于计算机1可以及时捕捉到固体质量流量计12示数的细微变化；固体质量流量计12实时在线监测排料管11内是否有粉体颗粒通过，以便于了解变截面流化床内粉体颗粒的逸出情况；所述固体质量流量计12优选为静电固体流量计或微波固体流量计，所述静电固体流量计或者微波固体流量计具有实时在线测量、适用于所有固体物料、无压力损失以及耐高温高压等优点。
所述粉体回收装置包括旋风除尘器13和布袋除尘器14，排料管11出料口与旋风除尘器13进料口相连接，旋风除尘器13出风口与布袋除尘器14进料口相连接。
所述激光粒径探测器24布置于稀相悬浮段7两侧，并垂直于相对的两个竖直面；所述计算机1与激光粒径探测器24之间通过两根导线相连接，一根导线控制启闭激光粒径探测器24，另一根导线用来传输包含粒径信息的电信号。
所述升降器包括底座28、升降杆27、横梁26和两个载物台25，升降杆27的下端固定在底座28上，横梁26固定在升降杆27的上端，两个载物台25分别固定在横梁26两端；所述升降器设置于变截面流化床的一侧，且横梁26与稀相悬浮段7正对的两个竖直面相垂直；所述激光粒径探测器24的发射端和接收端分别固定在两个载物台25上；所述升降杆27可以实现升降载物台25的功能，达到调节测量点高度的目的，以便于测量稀相悬浮段7内不同高度处悬浮颗粒的粒径分布。
所述电动机4驱动螺旋喂料机3向变截面流化床的流化区9喂料，供风装置通过供风管15向变截面流化床的流化风室10供风，气体流量计16安装在供风管15上，使用阀门控制器17调控供风装置中的供风阀18，变截面流化床的渐缩管5通过排料管11与粉体回收装置连接，固体质量流量计12安装在排料管11上，激光粒径探测器24安装在升降器上，激光粒径探测器24朝向变截面流化床的稀相悬浮段7。
基于上述实施例，对采用上述装置进行宽粒径分布粉体悬浮速度的测量方法进行具体说明。
计算机作用于电机控制器以启动螺旋给料机将给定质量的待测粉体送入变截面流化床，计算机作用阀门控制器以实时调节供风阀开启度以调节风量；固体质量流量计在线监测变截面流化床是否有粉体颗粒逸出，即监测是否有粉体颗粒从排料管通过，随着风量的增加，流化的待测粉体受风提供的上升牵引力大于其自身重力，沿着变截面流化床向上方移动，经过整流器进入上方管道，当流化风量调节到Q时，监测到排料管内有粉体颗粒通过，此时，维持流化风量Q不变，进行后续检测；具体包括如下步骤：
(1)将待测粉体送入变截面流化床内，通入风量为Q的流化风，在变截面流化床内形成不同的气流速度，使得不同粒径的待测粉体悬浮于变截面流化床内的不同高度。
(2)记变截面流化床内稀相悬浮段的待检测高度有5个，第i个待检测高度记为高度Hi，对应的变截面流化床内的截面积记为截面积Si。
(3)选定高度H1。
(4)在时刻T1,1，使用激光粒径探测器测量高度H1处的悬浮颗粒粒径分布，取占比最多粒径dp1,1为高度H1、时刻T1,1下悬浮颗粒的代表粒径dp1,1。
(5)经过时间间隔Δt，在时刻T1,2，使用激光粒径探测器测量高度H1处的悬浮颗粒粒径分布，取占比最多粒径dp1,2为高度H1、时刻T1,2下悬浮颗粒的代表粒径dp1,2。
(6)计算时刻T1,2下悬浮颗粒的代表粒径dp1,2与时刻T1,1下悬浮颗粒的代表粒径dp1,1的偏差E＝|dp1,1-dp1,2|/dp1,1。
设定阈值ES为5％，若E＝|dp1,1-dp1,2|/dp1,1＞5％，表明稀相悬浮段内悬浮颗粒存在扰动，还未稳定；此时，再经过一个时间间隔Δt后，即在T1,3时刻，继续使用激光粒径探测器测量高度H1处的悬浮颗粒粒径分布，取占比最多粒径dp1,3为高度H1、时刻T1,3下悬浮颗粒的代表粒径dp1,3；计算时刻T1,3下悬浮颗粒的代表粒径dp1,3与时刻T1,2下悬浮颗粒的代表粒径dp1,2的偏差E＝|dp1,2-dp1,3|/dp1,2。
重复以上过程，直至相邻两次测得的代表粒径偏差＜5％，即
则可判定该稀相悬浮段内颗粒已处于稳定的悬浮状态。
(7)当判定该系统处于稳定状态后，可由气体流量计的读数Q以及稀相悬浮段高度H1处的截面积S1，并通过公式Vf1＝Q/S1，计算H1处的气流速度Vf1，Vf1即为粒径dp1＝dp1,n的颗粒悬浮速度。
(8)按照高度间隔ΔH，更换测量高度至稀相悬浮段高度H2处。
(9)在时刻T2，使用激光散射法粒径探测器测量高度H2处的悬浮颗粒粒径分布，取占比最多粒径dp2为高度H2、时刻T2下悬浮颗粒的代表粒径dp2。
(10)可由气体流量计的读数Q以及稀相悬浮段高度H2处的截面积S2，并通过公式Vf2＝Q/S2，计算H2处的气流速度Vf2，Vf2即为粒径dp2的颗粒悬浮速度。
(11)依次重复上述步骤(8)、(9)和(10)，可以相继测得流化风量Q下稀相悬浮段内粒径dp3、dp4、dp5对应的颗粒悬浮速度Vf3、Vf4、Vf5。
后续可在Q的基础上增加风量，然后重复上述过程，可以相继测得稀相悬浮段内代表粒径对应的颗粒悬浮速度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种测量宽粒径分布粉体悬浮速度的方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将待测粉体送入变截面流化床内，通入风量为Q的流化风，在变截面流化床内形成不同的气流速度，使得不同粒径的待测粉体悬浮于变截面流化床内的不同高度；
(2)记变截面流化床内的待检测高度有N个，第i个待检测高度记为高度Hi，初始化i＝1；
(3)对于变截面流化床内的高度Hi，检测其稳定悬浮状态的代表粒径dpi，包括如下步骤：
(31)初始化j＝1；
(32)在时刻Ti,j，使用激光散射法测量高度Hi处的悬浮颗粒粒径分布，此时占比最高的颗粒粒径为dpi,j；
(33)在时刻Ti,(j+1)，使用激光散射法测量高度Hi处的悬浮颗粒粒径分布，此时占比最高的颗粒粒径为dpi,(j+1)；
(34)计算dpi,j和dpi,(j+1)的偏差
若E＞ES，则进入步骤(35)；否则，将dpi,(j+1)作为高度Hi处的代表粒径dpi，进入步骤(4)；ES为设定阈值；
(35)j＝j+1，返回步骤(33)；
(4)结合高度Hi处的变截面流化床内的截面积Si，计算高度Hi处的气流速度Vfi＝Q/Si，将Vfi作为粒径dpi的颗粒悬浮速度；
(5)i＝i+1：若i＞N，则结束；否则，进入步骤(6)；
(6)在时刻Ti，使用激光散射法测量高度Hi处的悬浮颗粒粒径分布，此时占比最高的颗粒粒径为dpi；结合高度Hi处的变截面流化床内的截面积Si，计算高度Hi处的气流速度Vfi＝Q/Si，将Vfi作为粒径dpi的颗粒悬浮速度；返回步骤(5)。
2.根据权利要求1所述的测量宽粒径分布粉体悬浮速度的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，在向变截面流化床内通入流化风后、在使用激光散射法测量悬浮颗粒粒径分布前，实时调节通入风量并在线监测变截面流化床内是否有粉体颗粒逸出，在风量为Q时，变截面流化床内有粉体逸出。
3.根据权利要求1所述的测量宽粒径分布粉体悬浮速度的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，待检测高度个数为N，N≥5；时刻Ti,(j+1)和时刻Ti,j之间的时间间隔为Δt，Δt≥2s；高度Hi和高度Hi+1之间的高度间隔为ΔH，ΔH≥2cm；ES取值范围为5％～10％。
4.根据权利要求1所述的测量宽粒径分布粉体悬浮速度的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，采用基于米氏散射理论的激光散射法测量高度Hi处的悬浮颗粒粒径分布。
5.根据权利要求1所述的测量宽粒径分布粉体悬浮速度的方法，其特征在于：使用基于多普勒原理的微波测量法，在线监测变截面流化床内是否有粉体颗粒逸出，在粉体颗粒经过耦合的测量场时，接收并分析反射回来的测量场微波能量，得到粉体颗粒的逸出情况；或者使用基于静电感应原理的静电测量法，在线监测变截面流化床内是否有粉体颗粒逸出，在荷电颗粒通过测量段时，感应出荷电颗粒的电荷数，经分析得到粉体颗粒的逸出情况。
6.一种测量宽粒径分布粉体悬浮速度的装置，其特征在于：包括螺旋喂料机(3)、电动机(4)、电机控制器(2)、计算机(1)、变截面流化床、供风管(15)、气体流量计(16)、供风装置、阀门控制器(17)、排料管(11)、固体质量流量计(12)、粉体回收装置、激光粒径探测器(24)和升降器；所述变截面流化床包括从下向上相互连通的流化风室(10)、流化区(9)、整流器(8)、稀相悬浮段(7)、稳流管(6)和渐缩管(5)；
所述电动机(4)驱动螺旋喂料机(3)向变截面流化床的流化区(9)喂料，供风装置通过供风管(15)向变截面流化床的流化风室(10)供风，气体流量计(16)安装在供风管(15)上，使用阀门控制器(17)调控供风装置中的供风阀(18)，变截面流化床的渐缩管(5)通过排料管(11)与粉体回收装置连接，固体质量流量计(12)安装在排料管(11)上，激光粒径探测器(24)安装在升降器上，激光粒径探测器(24)朝向变截面流化床的稀相悬浮段(7)。
7.根据权利要求6所述的测量宽粒径分布粉体悬浮速度的装置，其特征在于：所述整流器(8)的尺寸大小与流化区(9)相匹配，整流器(8)的整流孔的当量直径为待测宽粒径粉体中粉体颗粒的最大粒径的100～500倍，整流孔为矩形或六边形或圆形中的一种；所述稀相悬浮段(7)具有大口端与小口端，其大口端与稳流管(6)相连接，其小口端与整流器(8)相连接；稀相悬浮段(7)采用变截面的矩形漏斗结构，包括相对的两个倾斜面和正对的两个竖直面，激光粒径探测器(24)朝向稀相悬浮段(7)正对的两个竖直面；所述稳流管(6)的高度为稀相悬浮段高度的0.5～2倍；所述渐缩管(5)的大口端与稳流管(6)相连接，渐缩管(5)的小口端与排料管(11)的进料口相连接。
8.根据权利要求6所述的测量宽粒径分布粉体悬浮速度的装置，其特征在于：所述固体质量流量计(12)为静电固体流量计或微波固体流量计。
9.根据权利要求6所述的测量宽粒径分布粉体悬浮速度的装置，其特征在于：所述升降器包括底座(28)、升降杆(27)、横梁(26)和两个载物台(25)，升降杆(27)的下端固定在底座(28)上，横梁(26)固定在升降杆(27)的上端，两个载物台(25)分别固定在横梁(26)两端；所述升降器设置于变截面流化床的一侧，且横梁(26)与稀相悬浮段(7)正对的两个竖直面相垂直；所述激光粒径探测器(24)的发射端和接收端分别固定在两个载物台(25)上。
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