1. 仪器综述

        本仪器设计方案是针对矿渣微粉、水泥等粉末生产线的在线激光粒度分析仪的技术方案，本方案主要参照依据：需方在线粒度分析仪相关文件的技术要求。在线粒度分析方案充分借鉴我公司已承揽的大量粒度分析的成功经验，结合我公司对粒度分析技术和矿渣粉、水泥生产线工艺的熟悉了解，有以下设计思想：

1. 提供行业内先进的定制的在线粒度分析仪，并提供新软硬件系统。
2. 技术的可靠性和先进性，以确保系统稳定可靠，系统方案结合成功应用经验，所采纳的技术成熟；
3. 主工艺线的电控设备、仪表设备要与控制计算机构成信息集中控制的“三电”一体化系统；
4. 在线粒度分析方案充分考虑运行成本，保证系统的安全平稳运行；
5. 系统采用计算机分级控制，除基础自动化级(设备级的自动控制)还设有过程自动化级(监控级)，后者采用建立数学模型、优化分析数据、预测系统实际运行情况等先进技术，通过建立生产过程数据库和历史数据库记录，为提高生产控制水平创造条件；
6. 在线粒度分析可以收集更多信息，提供更多易懂、易看、易解析、易操作的画面， 为有效地完成系统控制创造条件；
7. 在线粒度分析采用开放式结构，为今后系统的扩展创造条件，留有区域级计算机和厂级管理计算机通讯的接口能力；
8. 在线激粒度分析与智能制造紧密结合，整合云数据服务与互联网+技术，可结合我公司专有的云平台服务，生产数据随时随地在移动手机端展现。
9. 在线粒度分析数据通过中控室或化验室实时再现。工业的现代化很大程度体现在工业过程的自动化，其中信息的传输，数据的交换也成为评判工业自动化水平的因数， 监控站是整个工厂的网络基础，也是整个工厂生产控制的关键。

        粒度检测是众多粉体行业对产品质量所追求的一个重要指标。目前，国内外的检测原理有很多种，其中激光检测以速度快，精度高，重复性强而得到市场的青睐。激光检测手段有离线和在线两种：离线检测是每隔一段时间（如一个小时）去现场取样一次， 然后拿到实验室分析仪器上进行分析，这种方法有取样量小，代表性不够，而且取样间隔时间长，测定结果比生产滞后的缺点，导致对生产的指导作用严重不足，不能适应现代技术发展与生产的要求。 而在线检测是直接在生产管线中监控产品粒径分布和变化趋势，同时将监控结果传送到中控室，或客户的中控 DCS 系统。

        Rise 系列在线粒度分析仪就是一套专门针对用户工业现场的需要而隆重推出的在线粒度监控系统，对产品输送管路中产品颗粒的粒径分布和变化趋势做 24 小时连续、快速、及时、真实地跟踪，为用户产品质量的稳定性和连续性提供了现代化的科学监监控工具。

2.1 工作原理：

       SDBMI-XS04 系列在线粒度分析仪采用全量程米氏散射理论，充分考虑到被测颗粒和分散介质的折射率等光学性质，根据大小不同的颗粒在各角度上散射光强的变化反演出颗粒群的粒度分布数据。

        颗粒测试的数据计算一般分为无约束拟合反演和有约束拟合反演两种方法。有约束拟合反演在计算前假设颗粒群符合某种分布规律，再根据该规律反演出粒度分布。这种运算相对比较简单，但由于事先的假设与实际情况之间不可避免会存在偏差，从而有约束拟合计算出的测试数据不能真实反映颗粒群的实际粒度分布。

        无约束拟合反演即测试前对颗粒群不做任何假设，通过光强直接准确地计算出颗粒群的粒度分布。这种计算前提是合理的探测器设计和粒度分级，给设备本身提出很高的要求。SDBMI-XS04 系列在线粒度仪采用非均匀性交叉三维扇形矩阵排列的探测器阵列和合理的粒度分级，从而能够准确地测量颗粒群的粒度分布。

2.2 仪器特点：

1、测量范围：0.1~1000μ m，比表面积 10～3000m²/kg；

2、准确性误差：≤1%（国家标准物质）；

3、重复性偏差：≤1%（国家标准物质）；

4、测试方式：螺旋取样、文丘里分散，动态实时测试；

5、进样方式：全自动进样；

6、每次样品用量：5~30 克；

7、分散介质：压缩空气，不低于 0.5MPa；

8、测试时间：≤1 分钟；

9、检测间隔：检测间隔为 10 分钟（15 分钟、20 分钟、30 分钟、60 分钟可选）；

10、自主设计的多头螺旋取料器与文丘里喷射器并存方式，取出的样品连续、均匀并充分分散开来，取样更具代表性。取样器具备防止堵塞的功能；取样不受系统内正负压的影响。

11、独特设计的无视窗样品流通道，既能使样品分散均匀又不污染光路的光学元器件。检测完的样品自动回到生产线管路中，回路系统具有防反喷功能。检测结果不受系统内正负压的影响。

12、仪器具有自动对中功能，无需人工校正。合理的设计和元器件的使用保证了仪器测量的准确性和重复性。

13、在线检测系统采用全量程米氏散射理论，更优化的非均匀交叉三维扇形矩阵排列的探测器阵列和合理的粒度分级，能够准确地测量颗粒群的粒度分布。再根据矿渣粉的特性推出的粒度比表面积模型，实时准确地计算出矿渣粉的比表面积。

14、实时准确地监测矿渣微粉粒度和比表面积，及任何时间段内粉末的比表面积变化曲线，实时准确的跟踪生产线的产品质量变化。

15、 可离线和在线操作，亦可设置为在特定时间进行测量。检测结果可实时上传至中控室和化验室，能实时指导生产控制。

16、云服务：可 4G 网络传输，在手机移动端实时查看产线相关数据。

2.3 检测流程：

1. 通过配套计算机打开在线粒度分析软件。设置等待时间、取样间隔等参数。
2. 设置各流程检测间隔时间、浓度范围，系统会自动地检测和调节管路中粉料的浓度，在浓度范围内检测粉料的粒度分布。随着取样时间的延长，可以看到颗粒的粒度分布曲线及比表面积的瞬时值。对于每次检测的结果都能自动记录，并可将特征数值如 D10、D50、D90 以及≤45um、≥80um，45um~80um之间的含量，比表面积直接显示出来。打开每条记录即可查看对应的粒度分布曲线及比

表面积。

3. 统计 1 个流程中各瞬时数值（至少 10 组有效数据），计算设定时间间隔内的平均值。

软件控制界面：

软件参数设置：

中控室 DCS 操作界面实时显示新的粒度分析和比表面积数据：

中控室 DCS 操作界面比表面积数据的 24h 趋势：

在线粒度分析系统示意图：

仪器安装地点：建议在大收尘器下斜槽至成品入库提升机之间。

3. 在线激光粒度分析系统型号：

3.1计算机包含粒度、比表面积实时分析软件，Windows10 操作系统，放置于中控室。

1. 与中控 DCS 控制系统提供 OPC 数据接口，可将数据接入中控 DCS 操作界面，并提供比表面积数据趋势及报表。
2. 提供 1 套控制系统，配置 PLC 及触摸屏，控制参数可在触摸屏调节。
3. 提供的样品回收系统，能实现在线激光分析仪测试后的样品有效回收至矿渣粉工艺管    道。
4. 业主需提供在线激光分析仪所需的取样点、回样点、压缩空气、供电电源、网络接入。
   4. 压缩空气气源压力稳定且不低于 0.5MPa，高压力露点不高于-20℃。
   5. 供电电源为 AC220V，1KW。
   6. ：提供与 DCS 控制系统的网线接入。

4. 部分矿渣微粉生产现场安装的在线粒度分析仪实景及微信小程序