超声衰减粒度仪在煤粉粒度测量中的应用

　　1 引言

　　粉体的粒度分布是影响粉末及其产品的性质和用途的主要物理因素。因此，随着科技的发展，人们对粉体的粒度和形状的测量日益受到人们的重视。例如，水泥粒度决定水泥的凝结时间，磨料的粒度和粒度分布决定其质量等级。在干煤粉加压气化系统中，煤粉的粒度直接影响煤粉的输送效果和燃烧效果。水煤浆的粒度是影响水煤浆流动性、稳定性、成浆浓度等的主要因素。合理的粒度级配不仅可以生产提高粉体产品的质量，而且可以降低生产成本，提高生产效率，产生良好的经济效益。

　　2 颗粒粒度测量的特点

　　颗粒的大小称作粒度，颗粒的直径称作粒径。通常用粒径来表示粒度。但是，一般情况下只有圆球形的几何体才有直径，而在水煤浆粒度的实际测量中，煤粉颗粒形状各异，所以不规则颗粒不存在真实直径的。因此在粒度分布测量过程中所说的粒径并非颗粒的真实直径，而是虚拟的“等效直径”。等效直径是当被测颗粒的某一物理特性与某一直径的同质球体最相近时，就把该球体的直径作为被测颗粒的等效直径。因此，粒度测量不同于一般物理量的测量，对同一粒度测量样品，在不同的测量仪器、不同的测试条件，会得到不同的测试结果，这些测试结果对于不同的应用可能都是正确的。

　　现在的粒度测量方法主要有：筛分法、显微镜法、刮板、沉降法、电阻法、激光衍射、透气法、超声波法、相关法等。其中在水煤浆和干煤粉测量方面，一般采用筛分法、激光衍射法。随着水煤浆制备技术的发展，粒度分布对水煤浆性能的影响越来越受到人们的关注，对颗粒真实值的要求越来越高。超声衰减法开始用于煤粉以及水煤浆粒度测量中，并且表现出突出的优势。

　　3 超声衰减粒度仪与激光粒度仪在煤粉测量中的比较

　　3.1 超声衰减粒度仪的原理和特点

　　超声衰减粒度仪的检测原理是由发生端发出一定频率和强度的超声波，经过测试区域，到达信号接收端，对颗粒进行测量。当颗粒通过测试区域时，由于不同大小的颗粒对声波的吸收程度不同，在接受端上得到的声波的衰减程度也就不一样，根据颗粒大小同声波强度衰减之间的关系，得到颗粒的颗粒分布，同时还可以测得浆料的固含量，见图1。

　　超声波发生器发出声强为I0的超声波，进入检测长度为△l的被检测区域，该声波经过该区域发生衰减，到达接受区时声强变为I，D为衰减度。

　　粒度分布计算公式如下：

　　式中：

　　Cpf为浆体浓度;

　　Δl 为超声衰减仪发射端到接受端的距离;