專利名稱：微波測(cè)碳儀的可調(diào)節(jié)傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種鍋爐監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的傳感裝置，具體是一種微波測(cè)碳儀的駐波傳感器。
背景技術(shù)：
我國(guó)火力發(fā)電總發(fā)電量的70%以上，其中燃煤發(fā)電是我國(guó)火力發(fā)電的主要形式， 因此提高燃煤鍋爐的效率對(duì)于一次能源利用率的提高有著重要意義。飛灰含碳作為影響鍋爐效率的主要因素，也反映著爐內(nèi)煤粉燃燒情況，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，即能得到燃燒情況，還可以指導(dǎo)燃燒運(yùn)行。另外，在循環(huán)經(jīng)濟(jì)當(dāng)中，飛灰可以作為生產(chǎn)水泥、灰磚等建筑材料，這對(duì)飛灰含碳有著嚴(yán)格的要求，因此通過(guò)在線監(jiān)測(cè)，將飛灰控制在標(biāo)準(zhǔn)之下對(duì)于飛灰的循環(huán)利用有著重要意義。目前，飛灰測(cè)碳主要通過(guò)在尾部煙道安裝微波測(cè)碳儀進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，作為微波測(cè)碳儀的核心部件傳感器關(guān)系著測(cè)碳儀的精度及穩(wěn)定。專利CN 100406875C提出一種不受煤種變化影響的微波測(cè)碳傳感器，如專利圖1所示，該傳感器設(shè)有一矩形諧振腔1，其長(zhǎng)度等于半倍微波波長(zhǎng)。研究發(fā)現(xiàn)，雖然該發(fā)明采用的0. 3 1. 5GHz的微波在一定程度上減少了灰成分的影響，但是不灰分測(cè)量時(shí)能會(huì)產(chǎn)生一定的信號(hào)變化，而該傳感器缺少調(diào)節(jié)功能，無(wú)法進(jìn)行調(diào)零。另外，該諧振腔長(zhǎng)度等于半倍波長(zhǎng)，在諧振腔內(nèi)形成駐波系數(shù)較大的駐波，但灰樣進(jìn)入測(cè)量管時(shí)，其對(duì)灰樣中的碳對(duì)微波功率進(jìn)行吸收，產(chǎn)生信號(hào)差。但是，通過(guò)吸收的功率較小，產(chǎn)生的信號(hào)差也較小，造成測(cè)量靈敏度不高。專利CN 2530264Y提出一種微波測(cè)碳儀的波導(dǎo)型傳感器，該傳感器采用波導(dǎo)1作為測(cè)量腔，波導(dǎo)兩端裝有一對(duì)軸對(duì)稱的同軸波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器7、8，其距離為波長(zhǎng)偶數(shù)倍。該專利沒(méi)有考慮到煤種變化對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，煤種變化變化時(shí)將產(chǎn)生測(cè)量誤差。目前，在微波測(cè)碳儀的傳感器領(lǐng)域，沒(méi)有一種可以調(diào)節(jié)的傳感器，消除煤種變化時(shí)造成的灰成分變化而產(chǎn)生初始信號(hào)變化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種微波測(cè)碳儀的可調(diào)傳感器，解決目前傳感器普遍存在的無(wú)法調(diào)節(jié)的情況，并且可以根據(jù)煤種的變化選用不同微波頻率，以及不同相位位置?！N微波測(cè)碳儀的可調(diào)節(jié)傳感器，包括波導(dǎo)測(cè)量腔、同軸轉(zhuǎn)化器、同軸檢波器、調(diào)節(jié)器，其中同軸轉(zhuǎn)化器裝在波導(dǎo)測(cè)量腔一端，同軸檢波器裝在波導(dǎo)測(cè)量腔對(duì)稱的另一端，而調(diào)節(jié)器裝在波導(dǎo)測(cè)量腔上。測(cè)量時(shí)，采用波導(dǎo)測(cè)量腔，測(cè)量腔的尺寸由微波信號(hào)決定。同軸轉(zhuǎn)換器將波導(dǎo)線傳送過(guò)來(lái)的微波信號(hào)換成測(cè)量腔波導(dǎo)對(duì)應(yīng)的波形。同軸檢波器將檢測(cè)到的微波信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)或電流信號(hào)，進(jìn)行傳輸及后期處理。由于波導(dǎo)測(cè)量腔的兩端是用波導(dǎo)材料密封，因此在測(cè)量腔內(nèi)形成一個(gè)駐波場(chǎng)，而灰樣管中的樣品會(huì)對(duì)測(cè)量腔內(nèi)微波相位產(chǎn)生較大的影響，進(jìn)而影響駐波場(chǎng)的駐波系數(shù)，從而產(chǎn)生駐波峰值較大的變化。通過(guò)同軸檢波器監(jiān)測(cè)處測(cè)量腔內(nèi)峰值對(duì)應(yīng)的功率，轉(zhuǎn)化成電壓或電流，駐波系數(shù)變化引起的信號(hào)變化要比功率吸收引起的變化來(lái)得大，因此測(cè)量精度將得到提高。波導(dǎo)測(cè)量腔在駐波系數(shù)達(dá)到最大后，灰樣管進(jìn)入的介質(zhì)將使得駐波系數(shù)減小，輸出信號(hào)減小，但是如果介質(zhì)的介電常數(shù)進(jìn)一步提高，在駐波系數(shù)達(dá)到最小后，隨著介質(zhì)常數(shù)的提高，將出現(xiàn)駐波系數(shù)提高的現(xiàn)象。但是由于灰樣以及飛灰含碳能夠產(chǎn)生的變化都比較小，因此需要尋找出最為敏感的變化區(qū)域，在該區(qū)域的測(cè)量精度最高。通過(guò)安裝在波導(dǎo)測(cè)量腔的調(diào)節(jié)器就能實(shí)現(xiàn)該功能。調(diào)節(jié)器由螺旋測(cè)微旋扭和介質(zhì)棒組成，調(diào)節(jié)旋扭，使得高介電常數(shù)的介質(zhì)棒對(duì)駐波場(chǎng)產(chǎn)生影響，可以使得駐波場(chǎng)完成一個(gè)周期的變化。因此使用時(shí)，調(diào)節(jié)器可以將駐波場(chǎng)調(diào)到最有利于測(cè)量飛灰的駐波系數(shù)段，在外部情況變換時(shí)，比如更換灰樣管，還可以對(duì)駐波場(chǎng)進(jìn)行調(diào)零。對(duì)于燃燒煤種變化較大時(shí)，還可以改變微波頻率，同過(guò)調(diào)節(jié)器的介質(zhì)棒調(diào)節(jié)，使得駐波場(chǎng)始終處于最有利于精確測(cè)量飛灰含碳的區(qū)域。本發(fā)明的創(chuàng)新要點(diǎn)是1.本專利將采用微波駐波原理，通過(guò)灰樣對(duì)微波相位的影響產(chǎn)生的駐波系數(shù)變化，最后對(duì)駐波場(chǎng)內(nèi)微波功率變化產(chǎn)生影響，改變了傳統(tǒng)灰樣吸收微波功率測(cè)量信號(hào)變化小造成的精度不高的現(xiàn)狀，進(jìn)一步提高測(cè)量精度。2.本專利采用同軸轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，通過(guò)波導(dǎo)線連接信號(hào)源和測(cè)量腔，減小整體體積，并且可以采用較低的微波頻率，減小煤種變化的影響。3.本專利采用調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)波導(dǎo)測(cè)量腔內(nèi)的駐波場(chǎng)，即可以實(shí)現(xiàn)調(diào)零，又可以將駐波場(chǎng)調(diào)至有利于測(cè)量在測(cè)灰樣的區(qū)域，改變傳統(tǒng)傳感器無(wú)法調(diào)節(jié)的狀況。總之，本專利的應(yīng)用，不僅使得微波測(cè)碳儀的核心元件傳感器得到進(jìn)一步的改進(jìn)， 為微波測(cè)碳儀的精確穩(wěn)定運(yùn)行提供基礎(chǔ)，為微波測(cè)碳儀的推廣提供良好條件。


圖1為本發(fā)明可調(diào)節(jié)傳感器示意圖。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。如圖1所示，本實(shí)施例包括波導(dǎo)測(cè)量腔1、同軸轉(zhuǎn)化器2、同軸檢波器3、調(diào)節(jié)器4， 其中同軸轉(zhuǎn)化器裝2在波導(dǎo)測(cè)量腔1 一端，同軸檢波器裝3在波導(dǎo)測(cè)量腔1對(duì)稱的另一端， 而調(diào)節(jié)器裝4在波導(dǎo)測(cè)量腔1上。波導(dǎo)測(cè)量腔1采用矩形波導(dǎo)5，矩形波導(dǎo)兩端用波導(dǎo)材料 6進(jìn)行密封，整個(gè)波導(dǎo)測(cè)量腔1形成一個(gè)駐波腔，在波導(dǎo)的中央安裝灰樣管7，灰樣管7和同軸轉(zhuǎn)換器1平行。調(diào)節(jié)器4采用螺旋測(cè)微旋扭8固定在波導(dǎo)測(cè)量腔1，通過(guò)調(diào)節(jié)旋扭8可以控制介質(zhì)棒9進(jìn)入測(cè)量腔1的深度。測(cè)量時(shí)，同軸轉(zhuǎn)化器2將波導(dǎo)線10傳送過(guò)來(lái)的微波信號(hào)轉(zhuǎn)換成和波導(dǎo)測(cè)量腔1同步的微波信號(hào)。同軸檢波器3將測(cè)量到的微波信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，并使用電線11將電壓信號(hào)送往后處理裝置。
權(quán)利要求
1.一種微波測(cè)碳儀的可調(diào)節(jié)傳感器，包括波導(dǎo)測(cè)量腔、同軸轉(zhuǎn)化器、同軸檢波器、調(diào)節(jié)器，其中同軸轉(zhuǎn)化器裝在波導(dǎo)測(cè)量腔一端，同軸檢波器裝在波導(dǎo)測(cè)量腔對(duì)稱的另一端，而調(diào)節(jié)器裝在波導(dǎo)測(cè)量腔上；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)測(cè)量腔，其特征是，采用矩形波導(dǎo)，波導(dǎo)兩端用波導(dǎo)材料進(jìn)行密封，整個(gè)波導(dǎo)形成一個(gè)駐波腔，在波導(dǎo)的中央安裝灰樣管，灰樣管和同軸轉(zhuǎn)換器平行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)節(jié)器，其特征是，采用螺旋測(cè)微旋扭固定在波導(dǎo)測(cè)量腔，通過(guò)調(diào)節(jié)旋扭可以控制介質(zhì)棒進(jìn)入測(cè)量腔的深度。
全文摘要
一種微波測(cè)碳儀的可調(diào)節(jié)傳感器，包括波導(dǎo)測(cè)量腔、同軸轉(zhuǎn)化器、同軸檢波器、調(diào)節(jié)器，其中同軸轉(zhuǎn)化器裝在波導(dǎo)測(cè)量腔一端，同軸檢波器裝在波導(dǎo)測(cè)量腔對(duì)稱的另一端，而調(diào)節(jié)器裝在波導(dǎo)測(cè)量腔上。通過(guò)調(diào)節(jié)器，不僅可以實(shí)現(xiàn)微波傳感器的調(diào)零，而且可以將波導(dǎo)測(cè)量腔的駐波場(chǎng)調(diào)至對(duì)灰樣較為敏感的駐波區(qū)域，提高測(cè)量精度。
文檔編號(hào)G01N22/00GK102235983SQ201010168250
公開(kāi)日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2010年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月7日
發(fā)明者孫長(zhǎng)江, 宋資勤, 李友誼, 林正春, 范衛(wèi)東 申請(qǐng)人:上海赫特能源科技有限公司