黄春燕， 蔡小舒， 周 骛

（上海理工大学 能源与动力工程学院，上海 200093）

随着测量技术的不断发展，对液固体系中固体颗粒状态的监控测量要求越来越高.常用的近红外光谱NIR［1］（near－infrared spectroscopy）和拉曼光谱法（Raman spectroscopy）［2］在测量中需要开设特定的测量窗口才可以使用，不利于测量装置安装.而声发射技术作为一种有效的非侵入式检测方法，其传感器并不直接和测试对象接触，可免于被腐蚀或污染，且可以很便捷地安装在容器和管道外壁上，便于维护.

Boyd［3］对声发射技术在化工领域的应用情况进行了综述，其中大多数研究侧重于声发射信号定性的规律性研究［4－5］.Nordon对液固反应器影响声发射测量的因素进行了研究［6］；国内阳永荣等利用声发射技术对搅拌釜中液位、搅拌速度、浓度等进行了测量研究［7－8］.但直接从声发射机理出发实现液固体系固体颗粒参数测量的研究还不多见，因此有必要对声发射颗粒测量技术进行专门的研究.

文中搭建了一套液固体系声发射信号测量装置，采用宽带声发射传感器和高速数据采集卡采集水－玻璃微珠液固体系的声发射信号，主要研究颗粒浓度、颗粒粒径等对声发射信号特征的影响，并基于频谱特征分析，结合基于Hertz－Zener理论的频谱估算式，实现玻璃微珠粒径的测量.

1 理论频谱估算

工业场合常见的声发射信号主要是由颗粒与管道、容器壁面碰撞产生，其声发射机理可简化为颗粒和平板的碰撞.当平板在单位面积上受到碰撞力F（r，θ，t）的作用会产生位移u（r，θ，t），其运动方程用极坐标表示为