CN113075095B - 一种多粒径粉体悬浮速度的测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多粒径粉体悬浮速度的测量装置及测量方法，该装置包括依次连通的气腔、出风孔板、前端整流筒、锥形悬浮管、后端整流筒、锥形收缩管、粉体回收管、除尘器、粉体回收仓；设置一称重装置实时监控并通过调节进风阀的开启度使该粉体按粒径大小稳定地分层悬浮；设置一风速仪测量锥形悬浮管中心轴线处的气流速度；再设置一多级颗粒过滤采样系统对同一测量位置的粉体进行等速取样，过滤含有粉体颗粒的气流，计算该取样处的粉体颗粒平均粒径，此时该高度的气流速度即为该平均粒径粉体的悬浮速度；重复步骤，从而获得多粒径粉体不同平均粒径对应的悬浮速度。本发明实现了对多粒径粉体悬浮速度的准确测量，并且装置简单，步骤简洁。

Description

一种多粒径粉体悬浮速度的测量装置及测量方法

技术领域

本发明属于粉体特性参数测量技术领域，具体涉及一种多粒径粉体悬浮速度的测量装置及测量方法。

背景技术

悬浮速度是粉体颗粒空气动力学的一个重要参数，准确测量粉体的悬浮速度，对于工业气力输送粉体物料至关重要。

公告号为CN208653976U的中国专利申请公开了一种悬浮速度测量装置，设置一圆柱形测试管路，通过控制系统调节电动风阀的开启度，实现对粉体物料的提升和悬浮。但是，该圆柱形测试管路中的流速单一，同一开启度下，整个测试管路内的流速相同，故该装置仅适用于单一粒径粉体悬浮速度的测量，在面对多粒径粉体时，无法准确、简单地测量粉体悬浮速度。

公告号为CN112539912A的中国专利申请公开了一种测量宽粒径分布粉体悬浮速度的方法及装置，该发明基于光散射法，判断悬浮粉体的稳定状态，并获取悬浮粉体颗粒的粒径信息，可做到准确有效的测量宽粒径分布粉体的悬浮速度。但是，该测量装置基于光学方法，系统较为复杂，步骤较为繁琐，且对测量环境要求较高。

综上所述，现有的仅适用于单一粒径的粉体悬浮速度测量技术，在面对多粒径粉体时，测量准确度较低，且针对于多粒径粉体悬浮速度的测量又较为复杂繁琐，故尚需开发出一种适用于多粒径粉体，且装置简单、步骤简洁的高准确度粉体悬浮速度的测量装置及方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种多粒径粉体悬浮速度的测量装置及测量方法，准确度高，装置简单、步骤简洁，能够适用于多粒径粉体的悬浮速度的测量。

为达成上述目的，本发明提出如下技术方案：

一种多粒径粉体悬浮速度的测量装置，包括进料系统、供风系统、气腔、前端整流筒、锥形悬浮管、后端整流筒、锥形收缩管、粉体逸出判断系统、多级颗粒过滤采样系统、数据采集分析装置、变频控制器、风速仪、粉体取样软管；

所述气腔、前端整流筒、锥形悬浮管、后端整流筒、锥形收缩管从下到上依次连通，气腔和前端整流筒之间设有出风孔板；所述供风系统和气腔相互接通，且二者之间设有气体流量计，所述进料系统和前端整流筒相互接通；

所述锥形收缩管和粉体逸出判断系统之间通过粉体回收管相互接通，所述粉体逸出判断系统和供风系统之间设有阀门控制器以控制供风系统的进风；所述粉体逸出判断系统包括除尘器、粉体回收仓、称重装置和数据采集器，粉体回收仓设在除尘器下方，称重装置设在粉体回收仓下方，所述数据采集器的输入端和称重装置相连，数据采集器的输出端和阀门控制器的接收端相连；

所述粉体取样软管的一端设有取样嘴，另一端连接到多级颗粒过滤采样系统，多级颗粒过滤采样系统包括依次连接的多级撞击器、采样风量计和抽风机；所述数据采集分析装置的输入端分别连接有所述采样风量计和风速仪，所述风速仪上连接有感应探头，所述数据采集分析装置的输出端则通过变频控制器和抽风机相连；

所述锥形悬浮管一侧开设有至少三个风速检测口，与风速检测口正对的一侧上对称开设有数量相同的粉体取样口，所述风速检测口及粉体取样口从上至下等距排列；每组风速检测口、粉体取样口位于锥形悬浮管的同一高度。

本发明通过设置一称重装置实时监测粉体回收仓的质量变化，调节进风阀的开启度使该多粒径粉体按粒径大小稳定地分层悬浮；设置一风速仪，通过风速检测口测量锥形悬浮管中心轴线处的气流速度；再设置一多级颗粒过滤采样系统对该气流速度测量处的粉体进行等速取样，过滤含有粉体颗粒的气流，使颗粒按粒径大小分级，对过滤后的每一级筛网内的粉体颗粒进行计数处理，并计算出每一级筛网内粉体颗粒的分平均粒径，再依次挑选出含有颗粒个数较多的前n级筛网，取该前n级筛网内粉体的分平均粒径的平均值作为该取样处的粉体颗粒平均粒径，此时该高度的气流速度即为该平均粒径粉体的悬浮速度；依次重复在锥形悬浮管不同高度处，进行气速测量、颗粒粒径分析，从而获得该多粒径粉体不同平均粒径对应的悬浮速度。该装置整体结构简单，但能够实现多粒径的悬浮速度的准确测量，是对现有技术的一种重大改进。

优选地，所述风速仪的探测段靠近感应探头的位置上设有第一固定密封堵头，所述的风速检测口上设有第一可拆卸密封堵头，所述的第一固定密封堵头和第一可拆卸密封堵头相适配；所述粉体取样软管的采集段靠近取样嘴的位置设有第二固定密封堵头，所述的粉体取样口上设有第二可拆卸密封堵头，所述的第二固定密封堵头和第二可拆卸密封堵头相适配。

优选地，所述的粉体取样口和可拆卸密封堵头通过螺纹连接。

优选地，所述锥形悬浮管为透明可视管。通过肉眼观察能够更加精准地调整风量大小。

优选地，所述的取样嘴为上小下大的锥形状，取样嘴的小口端和粉体取样软管相接通。这种结构设计，随着取样嘴管径的减小，当取样嘴的边缘抽吸风速为某一速度时，取样嘴内部的抽吸风速将会大于该速度，所以，取样处的粉体颗粒会自动地通过粉体取样软管进入后续装置。

优选地，所述粉体取样软管的管径为待测粉体颗粒平均粒径的200～600倍。

优选地，进料系统包括给料控制器、给料机、辅助进料管，所述的给料控制器和给料机相连，所述的给料机设在辅助进料管的上方，辅助进料管和前端整流筒相接通。

优选地，除尘器的下料口和粉体回收仓的入料口之间设有软连接装置。

优选地，所述供风系统包括罗茨风机、稳压罐、自动排气阀、自动排气管、进风阀和进风管，所述罗茨风机和稳压罐相连，稳压罐上设有自动排气管和进风管，自动排气管上设有自动排气阀，沿着进风方向，所述进风管上依次设有进风阀和气体流量计，所述阀门控制器的输出端和进风阀相连。

所述的多粒径粉体悬浮速度的测量装置的测量方法，包括以下步骤：

(1)进料系统将待测粉体输送至出风孔板上，供风系统向气腔内连续输送风，使出风孔板上的粉体形成气固两相流；粉体经过前端整流筒进行稳流处理后进入锥形悬浮管内；

粉体逸出判断系统在线监测粉体的逸出情况，当监测到有粉体颗粒逸出时，将逸出信号输送至阀门控制器，进而控制供风系统的进风量保持不变；

当粉体逸出判断系统监测到粉体不再逸出时，表明系统处于初步稳定状态，进行下一步骤；

(2)将感应探头从风速检测口伸入锥形悬浮管中心轴线处，记录其风速，记为v₀，同时记录此时气体流量计示数Q以及该感应探头所在平面的锥形悬浮管截面积A，通过公式

计算出该截面气流流速v₁；计算偏差

以此作为系统是否处于稳定状态的最终判据：

若偏差e>5％，则表明系统还未完全稳定；等待时间Δt₂后，重新检测v₀，并计算

及偏差

直至e≤5％；

若偏差e≤5％，则表明系统处于最终稳定状态，进行下一步骤；

(3)启动多级颗粒过滤采样系统，数据采集分析装置采集风速仪的检测结果和采样风量计的示数并将两个信号进行对比分析，然后向变频控制器输送指令，调节抽气机的工作气量使取样嘴处的抽吸风速等于v₀；

将取样嘴从粉体取样口插入锥形悬浮管，对步骤(2)中感应探头所测位置的粉体进行等速取样；

(4)含有粉体颗粒的气流在抽气机作用下通过粉体取样软管进入多级撞击器，按粒径大小过滤分级，对过滤后的每一级筛网内的粉体颗粒进行计数处理，挑选出含有颗粒数最多的前n级筛网，取该前n级筛网内粉体的分平均粒径

的平均值作为锥形悬浮管该取样处的粉体颗粒平均粒径；所述风速仪的测量结果v₀即为该多粒径粉体在该平均粒径下的悬浮速度；所述n的取值范围为2-4；

(5)重复步骤(1)-(4)，通过采集锥形悬浮管不同位置的粉体及测量对应位置的风速，即可获得多粒径粉体不同粒径的悬浮速度。

优选地，步骤(1)中，在初始阶段，供风系统向气腔内连续输送风，在一定时间Δt₀内，称重装置的示数保持m₀不变；数据采集器将该信号输送至阀门控制器，阀门控制器接收该信号并通过进风阀逐步调大进风量，直至称重装置示数有波动，则控制进风量不变；经过一定时间Δt₁，称重装置的示数再次稳定不变，则系统初步稳定；Δt₀不少于5秒，Δt₁不少于5秒。

优选地，所述取样处的粉体颗粒平均粒径的确定方法如下所述:

含有粉体颗粒的气流通过粉体取样软管进入多级撞击器后按粒径大小过滤分级，对每一级筛网里的粉体颗粒进行称重，分别记为M_i(i取值为1～k，其中k为多级撞击器的总级数)，并记录下每级筛网孔径d_i，通过公式

计算出每级筛网内粉体颗粒的分平均粒径

再由公式

(其中ρ为取样处的粉体密度)，计算出每一级筛网内的粉体颗粒个数N_i；依次挑选出含有颗粒个数最多的前n级筛网，该前n级筛网内的分平均粒径

的平均值即为该取样处的粉体平均粒径。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明通过称重装置的示数变化来监测锥形悬浮管内粉体颗粒的逸出情况，以此将进风阀快速地调节到最适宜开启度，使粉体颗粒悬浮于锥形悬浮管内，达到稳定状态再测速，准确度高，装置相对简单，操作步骤相对简洁；

(2)本发明利用粉体取样软管在风速检测的同一位置进行等速取样，多级撞击器过滤含有粉体颗粒的气流，使其按粒径大小分级，准确地获得了取样处的粉体颗粒平均粒径，进一步提高了粒径数据的准确性；

(3)本发明设置一风速仪，将感应探头伸入待测点，记录其风速v₀，同时，设置一气体流量计，测量进气风量Q,并记录下待测点所在平面的锥形悬浮管截面积A，通过公式

得到待测点截面风速v₁；将风速测量值v₀与风速计算值v₁做偏差计算，进行验证，有效地增加了该系统测量结果的准确性。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。

图1为本发明的结构示意图。

图中各标记的含义如下：1、罗茨风机；2、自动排气管；3、自动排气阀；4、进风阀；5、稳压罐；6、气体流量计；7、气腔；8、出风孔板；9、给料控制器；10、辅助进料管；11、进料口；12、前端整流筒；13、进风管；14、供风系统；15、粉体取样软管；16、阀门控制器；17、数据采集器；18、取样嘴；19、锥形悬浮管；20、感应探头；21、给料机；22、风速仪；23-1、第一固定密封堵头；23-2、第二固定密封堵头；24、风速检测口；25、粉体取样口；26-1、第一可拆卸密封堵头；26-2、第二可拆卸密封堵头；27、称重装置；28、粉体回收仓；29、后端整流筒；30、锥形收缩管；31、粉体回收管；32、除尘器；33、软连接装置；34、多级撞击器；35、多级颗粒过滤采样系统；36、采样风量计；37、抽气机；38、变频控制器；39、数据采集分析装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图,对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。除非另作定义,此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

如图1所示为一种多粒径粉体悬浮速度的测量装置，包括进料系统、供风系统14、气腔7、前端整流筒12、锥形悬浮管19、后端整流筒29、锥形收缩管30、粉体逸出判断系统、多级颗粒过滤采样系统35、数据采集分析装置39、变频控制器38、风速仪22、粉体取样软管15；

所述供风系统14包括罗茨风机1、稳压罐5、自动排气阀3、自动排气管2、进风阀4、进风管13，所述罗茨风机1和稳压罐5相连。稳压罐5上设有自动排气管2和进风管13，自动排气管2上设有自动排气阀3，沿着进风方向，所述进风管13上依次设有进风阀4和气体流量计6。所述供风系统14通过进风管13与气腔7相连，提供连续且可根据指令而改变流量的风。

进料系统包括给料控制器9、给料机21和辅助进料管10，所述给料机21上连接有给料控制器9用以控制其精确下料一定质量的粉体。辅助进料管10设在所述给料机21的下方；前端整流筒12的一侧设有进料口11，辅助进料管10通过进料口11与前端整流筒12相连。

所述气腔7的上方依次连通有前端整流筒12、锥形悬浮管19、后端整流筒29、锥形收缩管30和粉体回收管31。

所述气腔7和前端整流筒12之间设有出风孔板8。

所述锥形悬浮管19为一锥形的筒体，上宽下窄，位于前端整流筒12和后端整流筒29之间，前端整流筒12和后端整流筒29均起到稳流作用。锥形悬浮管19设置为透明可视管，以便于观察管中粉体颗粒的分层悬浮状态；锥形悬浮管19的变截面可增大流速变化范围，使得不同截面具有不同的气流速度，以实现粉体颗粒按粒径大小进行分层悬浮，且可使悬浮其中的粉体颗粒，从上到下粉体粒径逐渐增大。

粉体逸出判断系统包括除尘器32、软连接装置33、粉体回收仓28、称重装置27、数据采集器17。所述除尘器32的进料口和粉体回收管31的出料口相连，所述除尘器32的底部设有下料口，所述除尘器32底部的下料口与粉体回收仓28的入料口通过软连接装置33相连接，所述软连接装置33起着连接、补偿、消除噪音及减震的作用，从而避免前端设备的运作，影响称重装置27测量结果的稳定性，进而提高了该发明测量结果的准确性。所述粉体回收仓28设置于称重装置27的上方，所述称重装置27与数据采集器17的输入端相连接，所述数据采集器17的输出端与阀门控制器16的接收端相连接，所述阀门控制器16的输出端与进风阀4相连接。粉体逸出判断系统通过称重装置27示数的细微变化，来判断锥形悬浮管19内粉体的逸出情况，进而调节进风阀4的开启度，可减少锥形悬浮管19内粉体达到稳定悬浮状态的时间。

所述多级颗粒过滤采样系统35包括：依次连接的多级撞击器34、采样风量计36和抽气机37。多级撞击器34内部的孔眼从上到下，逐层减小。所述多级撞击器34的进样口与粉体取样软管15的输出端相连接。所述采样风量计36和数据采集分析装置39的二号输入端相连接，所述数据采集分析装置39的一号输入端和风速仪22相连；所述数据采集分析装置39的输出端与变频控制器38的输入端相连接；所述变频控制器38的输出端与抽气机37相连接，以控制抽气机37工作气量，保证取样嘴18处的抽吸风速等于锥形悬浮管19内检测处的气流速度，从而实现等速取样，以使得结果具有更高的准确性。

所述锥形悬浮管19一侧至少开有三个风速检测口24，与风速检测口24正对的一侧上开有相同数量的粉体取样口25，所述风速检测口24及粉体取样口25从上到下等距排列；每组风速检测口24、粉体取样口25位于锥形悬浮管19的同一高度，以获得锥形悬浮管19中不同分层的粉体粒径及其悬浮速度。

取样嘴18为上小下大的锥形形状，上方的小口端和粉体取样软管15相接通。

所述粉体取样软管15的管径为待测粉体颗粒平均粒径的200～600倍。

所述粉体取样软管15的采集段端部设有取样嘴18，粉体取样软管15的采集段靠近取样嘴18的位置设有第二固定密封堵头23-2；所述风速仪22的探测段端部连接有感应探头20，风速仪22的探测段靠近感应探头20的位置设有第一固定密封堵头23-1。所述每个风速检测口24上设置有螺纹连接的第一可拆卸密封堵头26-1，所述粉体取样口25上设有螺纹连接的第二可拆卸密封堵头26-2；所述的第一固定密封堵头23-1与第一可拆卸密封堵头26-1相适配，所述的第二固定密封堵头23-2与第二可拆卸密封堵头26-2相适配，可以以螺纹方式连接，也可以以其他方式连接。具体实施时，所述风速仪22的探测段、粉体取样软管15的采集段的长度，恰好可将风速仪22的感应探头20、粉体取样软管15的取样嘴18伸入锥形悬浮管19的中心轴线处，以提高取样的准确性。本发明还提供了一种采用上述装置测量多粒径粉体悬浮速度的方法，下面对该测量方法进行具体说明。

所述多粒径粉体悬浮速度的测量方法包括以下步骤：

(1)通过称重，初步判定系统稳定：

①给料控制器9调节控制给料机21，将给定质量的待测粉体输送至出风孔板8上；

②供风系统14向气腔7内连续输送可调节流量的风，在风的作用下，出风孔板8上的粉体，形成气固两相流，并在前端整流筒12内进行稳流处理后，向锥形悬浮管19移动；

③称重装置27实时在线测量粉体回收仓28的质量以实时调节进风阀4的开启度。

在初始阶段，进风阀4的开启度较小，故经过时间Δt₀，称重装置27的示数一直保持m₀不变，数据采集器17实时监测称重装置27的示数变化，将该信号输送至阀门控制器16，阀门控制器16接收该信号，控制调大进风阀4开启度；较优地，Δt₀不少于5秒；

直至称重装置27的示数在m₀的基础上有细微变化，说明有部分小粒径粉体颗粒落入粉体回收仓28，此时数据采集器17立刻将该信号输送至阀门控制器16，从而控制进风阀4保持当前阀门开启度不变；

④保持进风阀4的开启度不变，经过时间Δt₁，称重装置27的示数稳定在m₁，且通过透明可视的锥形悬浮管19，观察到粉体颗粒已在管中悬浮，以此作为系统已处于稳定状态的初步判据；较优地，Δt₁不少于5秒。

(2)通过计算，最终判定系统稳定：

①待初步确定系统稳定后，将感应探头20伸入风速检测口24，检测出锥形悬浮管19中心轴线处的风速v₀；

②记录此时气体流量计6示数Q，以及该风速检测口24所在平面的锥形悬浮管19截面积A，通过公式

计算出该截面气流流速v₁；

③计算偏差

以此作为系统是否处于稳定状态的最终判据。

若偏差e>5％，则表明系统还未完全稳定，等待时间Δt₂后，重新检测v₀，依据上述方式再次计算

及偏差

直至e≤5％；较优地，Δt₂不少于5秒；

若偏差e≤5％，则表明系统已经最终稳定，则撤去感应探头20，再次密封风速检测口24，进行下一步骤；

(3)等速取样：

数据采集分析装置39分别采集风速仪22的检测结果和采样风量计36的示数，对这两个信号进行对比分析，然后输送指令至变频控制器38以调节抽气机37的工作气量，从而保证取样嘴18处的抽吸风速等于v₀，以便进行等速取样；

将取样嘴18从粉体取样口25插入至锥形悬浮管19，对锥形悬浮管19中心轴线处的悬浮粉体颗粒进行等速取样；在取样嘴18处，随着取样嘴18管径的减小，当取样嘴18的边缘抽吸风速为v₀时，取样嘴18内部的抽吸风速＞v₀，所以，取样处的粉体颗粒会自动地通过粉体取样软管15进入后续装置。

较优地，所述风速测量处与粉体取样处为锥形悬浮管19的同一水平截面，更优为同一点，且二者均位于锥形悬浮管19中心轴线上。

(4)对样本进行分析：

含有粉体颗粒的气流，在抽气机37的抽吸作用下，通过粉体取样软管15进入多级撞击器34。

由于多级撞击器34的孔眼逐层减小，该气流中的粉体颗粒将按粒径大小过滤分级；对每一级筛网里的粉体颗粒进行称重，分别记为M_i(i取值为1～k，其中k为多级撞击器的总级数)，并记录下每级筛网孔径d_i，通过公式

计算出每级筛网内粉体颗粒的分平均粒径

再由公式

(其中ρ为所测粉体密度)，计算出每一级筛网内的粉体颗粒个数N_i；

依次挑选出含有颗粒个数较多的前n级筛网，取该前n级筛网内的分平均粒径

的平均值作为该取样处的粉体颗粒平均粒径；风速仪22的测量结果v₀即为该多粒径粉体在该平均粒径下的悬浮速度。

所述n的取值范围为2-4级。

(5)重复上述步骤进行多次操作，通过测量不同风速检测口24内的风速，以及采集对应组粉体取样口25内的粉体，从而获得该多粒径粉体不同粒径的悬浮速度。

本发明通过确定稳定悬浮系统时，测定锥形悬浮管内不同高度的气流速度，再对粉体颗粒进行取样分析，从而得到该多粒径粉体不同粒径对应的悬浮速度，该方法准确度高，装置较为简单，步骤较为简洁，且适用于多粒径粉体的悬浮速度的测量。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种多粒径粉体悬浮速度的测量装置，其特征在于，包括进料系统、供风系统、气腔、前端整流筒、锥形悬浮管、后端整流筒、锥形收缩管、粉体逸出判断系统、多级颗粒过滤采样系统、数据采集分析装置、变频控制器、风速仪、粉体取样软管；

所述气腔、前端整流筒、锥形悬浮管、后端整流筒、锥形收缩管从下到上依次连通，气腔和前端整流筒之间设有出风孔板；所述供风系统和气腔相互接通，且二者之间设有气体流量计，所述进料系统和前端整流筒相互接通；

所述锥形收缩管和粉体逸出判断系统之间通过粉体回收管相互接通，所述粉体逸出判断系统和供风系统之间设有阀门控制器以控制供风系统的进风；所述粉体逸出判断系统包括除尘器、粉体回收仓、称重装置和数据采集器，粉体回收仓设在除尘器下方，称重装置设在粉体回收仓下方，所述数据采集器的输入端和称重装置相连，数据采集器的输出端和阀门控制器的接收端相连；

所述粉体取样软管的一端设有取样嘴，另一端连接到多级颗粒过滤采样系统，多级颗粒过滤采样系统包括依次连接的多级撞击器、采样风量计和抽风机；所述数据采集分析装置的输入端分别连接有所述采样风量计和风速仪，所述风速仪上连接有感应探头，所述数据采集分析装置的输出端则通过变频控制器和抽风机相连；

所述锥形悬浮管一侧开设有至少三个风速检测口，与风速检测口正对的一侧上对称开设有数量相同的粉体取样口，所述风速检测口及粉体取样口从上至下等距排列；每组风速检测口、粉体取样口位于锥形悬浮管的同一高度。

2.根据权利要求1所述的多粒径粉体悬浮速度的测量装置，其特征在于，所述风速仪的探测段靠近感应探头的位置上设有第一固定密封堵头，所述的风速检测口上设有第一可拆卸密封堵头，所述的第一固定密封堵头和第一可拆卸密封堵头相适配；所述粉体取样软管的采集段靠近取样嘴的位置设有第二固定密封堵头，所述的粉体取样口上设有第二可拆卸密封堵头，所述的第二固定密封堵头和第二可拆卸密封堵头相适配。

3.根据权利要求1所述的多粒径粉体悬浮速度的测量装置，其特征在于，所述的取样嘴为上小下大的锥形状，取样嘴的小口端和粉体取样软管相接通。

4.根据权利要求3所述的多粒径粉体悬浮速度的测量装置，其特征在于，所述粉体取样软管的管径为待测粉体平均粒径的200～600倍。

5.根据权利要求1所述的多粒径粉体悬浮速度的测量装置，其特征在于，进料系统包括给料控制器、给料机、辅助进料管，所述的给料控制器和给料机相连，所述的给料机设在辅助进料管的上方，辅助进料管和前端整流筒相接通。

6.根据权利要求1所述的多粒径粉体悬浮速度的测量装置，其特征在于，除尘器的下料口和粉体回收仓的入料口之间设有软连接装置。

7.根据权利要求1所述的多粒径粉体悬浮速度的测量装置，其特征在于，所述供风系统包括罗茨风机、稳压罐、自动排气阀、自动排气管、进风阀和进风管，所述罗茨风机和稳压罐相连，稳压罐上设有自动排气管和进风管，自动排气管上设有自动排气阀，沿着进风方向，所述进风管上依次设有进风阀和气体流量计，所述阀门控制器的输出端和进风阀相连。

8.基于权利要求1所述的多粒径粉体悬浮速度的测量装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)进料系统将待测粉体输送至出风孔板上，供风系统向气腔内连续输送风，使出风孔板上的粉体形成气固两相流；粉体经过前端整流筒进行稳流处理后进入锥形悬浮管内；

粉体逸出判断系统在线监测粉体的逸出情况，当监测到有粉体颗粒逸出时，将逸出信号输送至阀门控制器，进而控制供风系统的进风量保持不变；

当粉体逸出判断系统监测到粉体不再逸出时，表明系统处于初步稳定状态，进行下一步骤；

(2)将感应探头从风速检测口伸入锥形悬浮管中心轴线处，记录其风速，记为v₀，同时记录此时气体流量计示数Q以及该感应探头所在平面的锥形悬浮管截面积A，通过公式

计算出截面气流流速v₁；计算偏差

以此作为系统是否处于稳定状态的最终判据：

若偏差e>5％，则表明系统还未完全稳定；等待时间Δt₂后，重新检测v₀，并计算

及偏差

直至e≤5％；

若偏差e≤5％，则表明系统处于最终稳定状态，进行下一步骤；

(3)启动多级颗粒过滤采样系统，数据采集分析装置采集风速仪的检测结果和采样风量计的示数并将两个信号进行对比分析，然后向变频控制器输送指令，调节抽气机的工作气量使取样嘴处的抽吸风速等于v₀；

将取样嘴从粉体取样口插入锥形悬浮管，对步骤(2)中感应探头所测位置的粉体进行等速取样；

(4)含有粉体颗粒的气流在抽气机作用下通过粉体取样软管进入多级撞击器，按粒径大小过滤分级，对过滤后的每一级筛网内的粉体颗粒进行计数处理，挑选出含有颗粒数最多的前n级筛网，取该前n级筛网内粉体的分平均粒径

的平均值作为锥形悬浮管该取样处的粉体颗粒平均粒径；所述风速仪的测量结果v₀即为该多粒径粉体在该平均粒径下的悬浮速度；所述n的取值范围为2-4；

(5)重复步骤(1)-(4)，通过采集锥形悬浮管不同位置的粉体及测量对应位置的风速，即可获得多粒径粉体不同粒径的悬浮速度。

9.根据权利要求8所述的多粒径粉体悬浮速度的测量方法，其特征在于：步骤(1)中，在初始阶段，供风系统向气腔内连续输送风，在一定时间Δt₀内，称重装置的示数保持m₀不变；数据采集器将该信号输送至阀门控制器，阀门控制器接收该信号并通过进风阀逐步调大进风量，直至称重装置示数有波动，则控制进风量不变；经过一定时间Δt₁，称重装置的示数再次稳定不变，则系统初步稳定；Δt₀不少于5秒，Δt₁不少于5秒。

10.根据权利要求8所述的多粒径粉体悬浮速度的测量方法，其特征在于，所述取样处的粉体颗粒平均粒径的确定方法如下所述:

含有粉体颗粒的气流通过粉体取样软管进入多级撞击器后按粒径大小过滤分级，对每一级筛网里的粉体颗粒进行称重，分别记为M_i，所述M_i中的“i”取值为1～k，其中k为多级撞击器的总级数，并记录下每级筛网孔径d_i，通过公式

计算出每级筛网内粉体颗粒的分平均粒径

再由公式

所述ρ为取样处的粉体密度，计算出每一级筛网内的粉体颗粒个数N_i；依次挑选出含有颗粒个数最多的前n级筛网，该前n级筛网内的分平均粒径

的平均值即为该取样处的粉体颗粒平均粒径。

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