图1 Labasys激光速度检测仪适合于固体生产过程中颗粒速度和密度的检测。它既可在实验室环境中使用，也可在工业化生产环境中使用

“诸行无常，万物恒变”，这是古希腊哲学家赫拉克利特的至理名言，尽管他那时没有考虑到流程工业领域中固体物质的运动过程，但这一至理名言很好地描述了流程工业领域的生产过程。在工业环境中，高温和高压下的运动颗粒流速的原位检测是一项非常艰巨的任务。但激光反向散射检测仪能够很好地完成这一检测任务。

随着环境保护和能源利用效率的要求的不断提高，现代化的流程工艺过程常常是一种“固体材料闭式循环”的过程。这样的生产流程具有很多优点，但生产过程中物料却难以监控。例如炼油过程中利用FFC催化剂对原油进行催化裂解、化学循环中碳中性的碳燃烧或者LyondellBasell公司的Spherizone聚丙烯生产工艺技术等都是这样的“固体流程”。

这些生产过程中，固体物质在封闭的生产循环中流动——以液态或者流动床的形式流动。而这种情况下的固体物质流动速度原位检测往往是非常重要的。传统的检测方法，例如称重，往往行不通，因为这一密封循环不能打开。另外，由于恶劣的生产环境也使得检测任务更加艰难，例如高压、高温，在Spherizone聚丙烯生产过程中环境压力高达4MPa和温度高达100℃。

为了能够在封闭的固体流中找到性能可靠的检测方案，LyondellBasell公司找到了固体材料检测技术专家MSE Meili公司。在现有Labasys仪器设备的基础上，开发出更适合于Spherizone聚丙烯生产过程的原位速度检测仪。

过程内部准确、详细的数据不仅可以使人们加深理解，而且可以应用在工艺过程的进一步开发中，也有助于工业设备和工艺技术的优化。松散物料流动速度的检测对生产过程的监控起着决定性作用。研发适用于Spherizone聚丙烯生产过程中颗粒速度检测的速度检测系统是一项要求很高的任务。新研发的速度检测仪应能够在易燃易爆危险场合中使用，能够承受4.2MPa的压力以及很高的温度。同时，检测仪尖端的外径不得超过25mm。

经过大量的测试之后，LyondellBasell公司新研发的Labasys Control Ex Bulk Flow激光测速仪最终获得了在Spherizone生产过程中使用的许可证。与LyondellBasell公司密切合作之后，第一台测速仪于2008年正式投产使用。

图2 在下降管Spherizone生产启动过程中检测到的时间

为了保证Labasys测速仪仪能够在恶劣的工业化生产环境中使用，整套仪器都采用不锈钢材料制造。测速仪的尖端端面有一坚固的蓝宝石窗口和抵抗生产过程压力的冗余密封。玻璃纤维都在仪器内部，不易被折断。光纤传输能够保证检测信号不受恶劣环境的影响。由于所有的电气元器件都在背面的防爆盒中，因此这一激光速度检测仪可以在很高的工作压力下工作，适用于350℃高温。

原位激光反向散射检测

为了检测固体颗粒的运动，Labasys激光速度检测仪采用激光反向散射检测原理。光纤传导的光线经激光发射器照射到运动颗粒上，这些颗粒将照射来的激光部分反射回去。这些被反射回来的光线被光电感应元器件转换为电信号。根据这些电信号即可得出颗粒的运动速度。速度评估软件LabaSoft Control每4s可计算20个这样的速度数据并确定出速度的平均值。

图2中的数据表示的是在下降管道中Spherizone生产过程启动时检测到的典型数据。红点表示速度的目标值。蓝色和绿色的数据表示激光速度检测仪检测通道1和检测通道2中得到检测数据，也就是反向散射激光的强度数据。这些数据表示了下降管道中聚丙烯颗粒的信息，因此能够对流程设备启动过程进行更加详细的分析。设备13：30启动，下降管道中的充填高度逐渐增加，单个的聚丙烯颗粒开始循环。在固定床上颗粒的速度明显较低，这些差异很大的颗粒速度慢慢增加，不断增高的管道信号说明管道中固体颗粒比例的增加。

固定床的上缘逐步增高，大约到14：50，松散颗粒层的高度达到了检测仪的高度。从这一时刻起，固定床的速度趋于稳定，不再测量下降颗粒的速度。生产过程逐步趋于稳定，能够观察到固定床的速度变化很小。这一检测仪还提供了一些非常有意义的数据，例如颗粒在管道中的浓度，可以定性地确定颗粒在管道中所占比例。它的意义在于，可以直接对反应塔内部的过程进行分析。

Labasys测速仪问世以后，就在LyondellBasell公司位于费拉拉、法兰克福等地的半工业化Spherizone生产设备中投入使用，将来还会在泰国、韩国和沙特阿拉伯地区的设备中使用。到目前为止，这一系统非常可靠、耐用，无需长时间的停工停产即可安装。或者，用LyondellBasell公司生产主管的话来说：“我们对设备中使用的这3台激光检测仪非常满意。它在原位检测之后向我们提供了重要的数据，提高了流程设备的工作效率。”