本发明属于固体流量的测定装置，具体涉及一种应用示踪物测定密相粉粒体流量的装置。 测定流化床循环立管内粉粒体的流量对于流化床反应器的过程控制了解反应器工作状态，以及物料平衡、热平衡的计算都是十分重要的。但由于对立管内密相粉粒体流量的测量在技术上存在一定困难，所以至今未见到有理想的测量装置。目前，测量立管内密相粉粒体流量可实用的方法主要是用眼睛跟踪立管内染过色或比较特殊的粒子，然后根据距离、时间、管径及粉粒体密度计算出流速、体积流量与质量流量。这种方法直观，可靠而且简单，但必须要求立管是透明的，所以一般只用于冷模装置。另外一种方法是称重法，形式较多，主要是取样位置不同可以从立管的上部取样，也可以从立管的下部取样，该方法是通过计算取样时间，称重取样物来计算流量的。如“Theoretical and εxperimental Lnvestigation of Fluid and Particle Flow in a Vertical Standpipe”（Ind.Eng.Chem Fundam，Vol.23，NO3，1984）一文中所述实验装置中测流量部分便是称重法的一种形式。用称重法测流量由于要取样，因而易改变流场，影响正常的流动状态。以上两种方法的共同缺点是不能连续地测量流量。
对于高温加压条件下密相粉粒体流量的直接测定，目前未见到有实用的方法，一般还只是对流量进行理论估算，因而可能会产生较大地误差。
本发明的任务在于提出一种不仅能在常温常压下而且能在高温压下直接地测量密相粉粒体流量的装置。
流化床循环立管内粉粒体的密相段处于粘附滑移流动时，除了立管最下部一段由于受流出口的影响外，其它部分颗粒间的相对运动速度比较小，即相对位置比较稳定，基本保证粉粒体能够同步地向下流动，这一现象是本发明的一个基础。
本发明的测量方案是：测量时，从立管密相段的上部一固定位置向立管内注入定量示踪粉粒体，由于立管内密相段粉粒体颗粒相对位置比较稳定，所以示踪粉粒体可同步地跟随粉粒体物料向下流动，即示踪粉粒体的流动速度和粉粒体物料的流动速度相等。这样，只要在注入点下部适当位置上用探头检测示踪粉粒体，就可根据注入时间和到达探头检测点的时间差、注入点和检测点间的距离及粉粒体物料密度计算出流速、流量。本发明测量方案的特点在于采用检测电阻的方法来识别示踪粉粒体，这样只要求示踪粉粒体和粉粒体物料在导电性上有差异即可，这给选择示踪粉粒体带来了极大的方便。此外，电阻的检测在电路上也较易于实现，并容易保证检测的灵敏度和可靠性。
基于上述方案所设计的密相粉粒体流量测定装置由一个向立管内注入示踪粉粒体的示踪体注入器，至少一组检测粉粒体电阻的探头，用于检测来自探头输出信号的检测电路，一个用于同外界进行信息交换的接口电路和一个具有独立时钟的能够进行实时数据处理、计时和控制示踪体注入器工作的计算机所组成。由于该装置用计算机进行控制，可以达到自动连续测量的目的。
附图1是本发明密相粉粒体流量测定装置的结构框图。
附图2是示踪粉粒体注入器结构图。
附图3是探头结构图。
附图4是本测量装置的一个实施例。
附图1中的1是探头组，2是检测电路，3是接口电路，4是计算机，5是打印机，6是独立时钟电路，7是注入器驱动电路，8是示踪体注入器。本测量装置的工作过程是这样的：系统启动后，首先计算机4向注入器8发出注入指令，并记录时间，注入器8接到指令后立刻向立管内注入定量的示踪粉粒体，示踪粉粒体便与粉粒体物料同步地向下流动，当示踪粉粒体流动每经过一个探头组时，检测电路2立即输出一个脉冲信号给接口电路3，计算机4响应后，首先记录示踪粉粒体到达探头组的时间然后进行计算并把结果输至打印机5，当示踪粉粒体到达最后一个探头组时，计算机首先计时，并立即向注入器发出控制指令，使注入器向立管注入示踪粉粒体，这样下一个周期的测量便几乎可以在上一个周期测量结束的同时开始。每一个独立的测量周期紧密地连接，使测量得以连续。
所说的探头可以是一组或多组，每一组探头都有相应的检测电路。多组探头可对示踪粉粒体检测多次，其目的是为了对流速的变化反应敏感，同时还可以减少示踪粉粒体的注入次数。探头的安放位置应在示踪粉粒体注入点的下部适当距离，根据使用探头组的多少，使它们依次拉开适当距离排列。
所说的计算机可以是任意的微机或单板机，甚至可以是单片机，但须带有独立的时钟系统以保证计时的准确性。在设计计算机程序时，可使测量装置有多种工作方式，即不仅能进行连续测量，也可进行单次测量间歇单次或间歇多次测量，在输出形式上即可以屏幕显示也可以打印输出，以满足不同的需要。计算机对注入示踪粉粒体的时间以及到达各个检测探头组的时间进行计时和记录，并根据已输入的立管内径、注入器至探头组及探头组至探头组间的距离、注入器至最后一组探头间粉粒体物料重量的实测平均值等数据进行数据处理并输出流速、体积流量、质量流量，累积流量等各种运算结果。
所说的检测电路是由可调电桥、比较器和单稳电路组成。接口电路则主要用于微机同外界进行信息交换。驱动器由功率放大电路和固态继电器构成，其功能在于提供足够的功率推动注入器工作。
示踪粉粒体的选择只要与粉粒体物料在导电性上有差异即可。示踪粉粒体的注入量为4-10毫米厚。
附图2中的1是立管，2是注入管，3是活门，4是牵引电磁铁，5是后密封室，6是绝热板，7是弹簧，8是定量腔，9是孔板，10是前密封室，11是示踪粉粒体物料斗，12是加料口，13是密封盖，14是弹簧，15是局部扩大管。当牵引电磁铁4在计算机控制下吸合时，活门3被拉开，已由孔板9流入定量腔8的示踪粉粒体瞬时便落入注入管2，马上被注入到立管1的局部扩大管15中进入立管，同时计算机发出指令释放电磁铁4，活门3在弹簧14的作用下迅速闭合，这时由于定量腔8已空，所以装在示踪粉粒体料斗11中的示踪粉粒体又通过孔板9的开孔流入定量腔8直至流不动为止，因此，只要定量腔体积不变，每次注入的示踪粉粒体的量就不变，定量腔起到了定量注入示踪粉粒体的作用。这对于可靠准确地测量是很有必要的。由上述可见，本注入器可以直接向固态粉粒体内自动、定量地注入示踪粉粒体。
制作注入器的材料及其厚度可视工作温度，工作压力进行选择。前密封室10和后密封室5以及密封盖13的密封方式可根据压力的大小从设计规范中选取。
附图3中的1是金属探针，2是金属外壳，3是瓷绝缘体。探头的作用是检测立管内物料的电阻变化以识别示踪粉粒体。探头的设计主要是保证探头与立管连接时的密封和探针与立管的良好绝缘。
本发明测量装置中的每一组探头包括2只相同的探头。在立管内安装时，两只探头的金属探针成十字形交叉布置，垂直间隔距离为1-4毫米。
金属探针的材料主要取决于工作温度，一般可用直径2毫米左右的铜棍或不锈钢棍。
本发明的测量装置解决了长期以来立管内密相粉粒体流量在高温加压条件下无法测量的问题。本装置在测量时不会改变流场，对立管是否透明或立管的材料无要求并且与流体接触部分无可动部件。该装置抗干扰性强，可工作于立管环境条件恶劣的场合，如存在较强的电场、磁场、及粉尘、振动、高温等的环境。
在直径为55毫米的有机玻璃立管内，分别对不同粒度和比重的多种物料用本装置进行过大量测量，并把测量结果同可作为标准的直接称重法得出的结果进行比较，证明本装置工作可靠，测量误差在3%之内，对于比重大、流动性好的物料，其误差更小，例如对海沙，测量精度可在0.5%左右。
本发明的测量装置不仅能用于流化床立管中的密相粉粒体的测量，也可用于其它类似过程中的密相粉粒体流量的测量。
实施例：
附图4是本发明的测量装置在灰熔聚煤气化装置上测量循环立管中粉粒体流量的一个实施例。附图中的1是示踪粉粒体注入器，2是包括计算机的电子电路部分，电子电路部分放置在控制室内。3是流化床反应器，4是旋风分离器，5是立管。本测量使用两组探头，附图中的a为探头组1，附图中的b为探头组2。灰熔聚煤气化装置中的立管主要是用来回收被吹出流化床反应器的煤粉，以提高粉煤的利用率。立管是一根内径为30毫米的不锈钢管，外面绕有电炉丝保温，工作时立管温度可高达500℃以上。示踪粉粒体注入器按说明书说的结构，用不锈钢材料制成。探头结构如附图3所示，探针材料是2毫米粗的不锈钢棍，每一组探头包括两只相同的探头，在实际安装时，两只探头的不锈钢探针在立管内成十字形交叉布置，其垂直间隔距离为2毫米。示踪体注入器和探头组的安装位置如附图4所示，其中注入器与探头组1的距离L1是0.5米，探头组1到探头组2间的距离也是0.5米。使用两组探头可对流速的变化反应敏感并减少示踪体的注入次数。在电子电路部分，本实施例使用CromemCO-Ⅱ微型机，加一块D+7A接口板，可完成整个测量过程中的信息交换工作。本实施例选用的示踪粉粒体为石墨屑，与被测粉粒体物料的电阻差在300欧姆左右，本测量装置工作流程如说明书中所述。经使用证明，本装置在环境恶劣的条件下，工作可靠，解决了长期以来流化床在高温条件下无法测量立管内密相粉粒体流量的问题。