專(zhuān)利名稱(chēng)：煙道飛灰含碳量監(jiān)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃煤煙氣的監(jiān)測(cè)裝置，具體是一種通過(guò)檢測(cè)微波在 煙道中傳輸損耗的大小來(lái)確定飛灰含碳量的煙道飛灰含碳量監(jiān)測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的利用微波傳輸進(jìn)行煙道飛灰含碳量監(jiān)測(cè)的裝置通常包括有 分別設(shè)置在煙道兩側(cè)的微波發(fā)射裝置和微波接收裝置，微波在發(fā)射裝置 至接收裝置之間的煙道空間內(nèi)傳輸過(guò)程中，由于飛灰吸收微波能量，使 接收到的微波信號(hào)發(fā)生衰減，由檢測(cè)裝置對(duì)這種衰減進(jìn)行檢測(cè)并計(jì)算即
可獲得所對(duì)應(yīng)的飛灰含碳量。例如，中國(guó)專(zhuān)利ZL01210622.4就公開(kāi)了 這樣一種監(jiān)測(cè)裝置。該裝置雖然理論上可以對(duì)飛灰含碳量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān) 測(cè)，但實(shí)際使用過(guò)程中存在重大缺陷
1、由于煙道內(nèi)壁對(duì)入射微波百分之百的反射在兩個(gè)喇叭天線(xiàn)之 間的空間形成駐波場(chǎng)。接收天線(xiàn)接收到的微波功率幾乎完全取決于接 收天線(xiàn)口面處的駐波相位(這個(gè)相位確定了接收天線(xiàn)口面處的場(chǎng)強(qiáng)) 而與飛灰含碳量的關(guān)系甚微小，由于煙道內(nèi)氣壓溫度等因素的變化， 煙道側(cè)壁間的距離也變化。再加上微波的漂移(波長(zhǎng)改變)，造成接 收天線(xiàn)口面處的駐波相位(因而場(chǎng)強(qiáng))不斷地隨機(jī)改變，致使接收功 率無(wú)序變化。而飛灰含碳量的測(cè)量是要靠監(jiān)測(cè)接收天線(xiàn)收到的微波功 率進(jìn)行的，因此駐波相位的不穩(wěn)定性成為一種嚴(yán)重的干擾，使飛灰含 碳量的測(cè)量成為不可能。2、使用喇叭天線(xiàn)發(fā)射和接收微波，這只能應(yīng)用高頻段(如X波段) 的微波。制造的產(chǎn)品使用的通常是9000MHZ的微波。由電介質(zhì)物理學(xué)的 研究可知，飛灰中除碳以外的無(wú)機(jī)礦物粉末也吸收微波(電介質(zhì)的極化 損耗)，吸收的功率和微波頻率的平方成正比。在9000MHZ左右的高頻 率下，無(wú)機(jī)礦物粉末吸收的微波功率相當(dāng)強(qiáng)烈，它疊加到碳吸收的微波 功率之上成為對(duì)測(cè)碳的強(qiáng)大干擾。當(dāng)煤種改變時(shí)無(wú)機(jī)礦物粉末的化學(xué)組 成也改變它們的介電常數(shù)也改變，因而吸收的微波功率也改變。因此在 現(xiàn)有的這種必須使用高頻微波的裝置中，測(cè)碳的準(zhǔn)確性受到煤種改變的 嚴(yán)重干擾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一測(cè)碳準(zhǔn)確度高、受燃煤煤種 變化影響小的煙道飛灰含碳量監(jiān)測(cè)裝置。
本發(fā)明的煙道飛灰含碳量監(jiān)測(cè)裝置由分別位于煙道兩側(cè)的微波發(fā) 射裝置和微波接收檢測(cè)裝置組成，所述微波發(fā)射裝置包括有微波源，所 述微波接收檢測(cè)裝置包括有用來(lái)對(duì)接收到的微波信號(hào)進(jìn)行處理的檢測(cè) 和運(yùn)算模塊，其特征是所述微波發(fā)射裝置中還包括有位于煙道內(nèi)壁一 側(cè)并上、下布置的兩個(gè)半波振子輻射器，每個(gè)半波振子輻射器的上、下 兩臂之間通過(guò)半波長(zhǎng)傳輸線(xiàn)連接，微波源經(jīng)過(guò)一個(gè)微波功率分配器形成 兩路功率相等的分支，兩路分支由信號(hào)電纜分別連接到兩個(gè)半波振子輻
射器的上臂上；所述微波接收檢測(cè)裝置中還包括有位于煙道內(nèi)壁另 一側(cè) 并上、下布置的兩個(gè)半波振子接收天線(xiàn)，每個(gè)半波振子接收天線(xiàn)的上、 下兩臂之間通過(guò)半波長(zhǎng)傳輸線(xiàn)連接，兩個(gè)半波振子接收天線(xiàn)的上臂均通過(guò)信號(hào)電纜連接到一個(gè)功率合成器中，功率合成器的輸出端連接到上述 檢測(cè)和運(yùn)算模塊。
所述兩個(gè)半波振子輻射器之間的距離為所傳輸?shù)奈⒉úㄩL(zhǎng)的一半， 所述兩個(gè)半波振子接收天線(xiàn)之間的距離也為所傳輸?shù)奈⒉úㄩL(zhǎng)的一半。
所述半波振子輻射器背面和半波振子接收天線(xiàn)背面的煙道壁上分 別貼有微波吸收材料。
所述半波振子輻射器和半波振子接收天線(xiàn)分別通過(guò)絕緣子固定在 煙道壁上。
本發(fā)明的裝置能夠使用1000MHz以下的微波作為微波源，在測(cè)碳過(guò)
程中受飛灰中礦物粉末的影響小，因而不受燃煤煤種變化的影響；同時(shí)
通過(guò)半波振子的特殊設(shè)置，提髙了檢測(cè)的準(zhǔn)確性。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明裝置由微波發(fā)射裝置和微波接收檢測(cè)裝置組成。
如圖所示，微波發(fā)射裝置包括有微波源1、功率分配器2、半波振 子輻射器3,半波振子輻射器3的上、下兩臂之間通過(guò)半波長(zhǎng)傳輸線(xiàn)4 連接，半波振子輻射器通過(guò)絕緣子5固定在煙道壁10上，半波振子輻 射器背面的煙道壁上貼有微波吸收材料6。微波接收檢測(cè)裝置包括有半 波振子接收天線(xiàn)，每個(gè)半波振子接收天線(xiàn)7、功率合成器8、檢測(cè)和運(yùn) 算模塊9，半波振子接收天線(xiàn)7的上、下兩臂之間也通過(guò)半波長(zhǎng)傳輸線(xiàn) 4連接，半波振子接收天線(xiàn)也通過(guò)絕緣子5固定在煙道壁10上，半波振子接收天線(xiàn)背面的煙道壁上也貼有微波吸收材料6。
如圖所示，本發(fā)明的實(shí)施例中，微波源1包括L波段微波信號(hào)發(fā)生 器和由PIN電調(diào)衰減器、第一功率分配器、第一檢波器、差分放大器、 基準(zhǔn)電壓源和直流放大器構(gòu)成的微波電平恒值伺服系統(tǒng)；功率分配器2 送出的微波送至兩個(gè)半波振子輻射器3上臂，再由半波長(zhǎng)傳輸線(xiàn)4得到 移相180°的微波信號(hào)饋至半波振子輻射器的下臂。
半波振子輻射器3對(duì)面的煙道壁上安裝著接收端的半波振子接收 天線(xiàn)7。半波振子接收天線(xiàn)的上臂通過(guò)半波長(zhǎng)傳輸線(xiàn)4達(dá)到半波振子接 收天線(xiàn)下臂反相饋電。兩個(gè)半波振子接收天線(xiàn)的接收信號(hào)在功率合成器 8中合成后傳送到由第二檢波器和運(yùn)算電路構(gòu)成的微波檢測(cè)和運(yùn)算模塊 9中。第二檢波器中檢波得到直流電壓信號(hào)再送入運(yùn)算電路，在運(yùn)算電 路的中還需輸入由鍋爐集控室提供的煙道內(nèi)飛灰流密度數(shù)據(jù)。運(yùn)算電路 的輸出為表征飛灰含碳量值的4 - 2 OmA的模擬電流信號(hào)。
微波發(fā)生器頻率選擇600MHz- 950MHz之間的某一固定頻率為宜。
半波振子輻射器陣列和半波振子接收天線(xiàn)陣列中每?jī)蓚€(gè)半波振子 都相互平行上下安裝以得到水平線(xiàn)極化波的發(fā)射和接收并減少煙氣流 的阻力和磨損。微波吸收材料的粘貼范圍應(yīng)覆蓋半波振子陣列左右各五 倍波長(zhǎng)的距離，在此范圍內(nèi)的煙道上下壁也應(yīng)粘貼微波吸收材料。
權(quán)利要求
1、一種煙道飛灰含碳量監(jiān)測(cè)裝置，由分別位于煙道兩側(cè)的微波發(fā)射裝置和微波接收檢測(cè)裝置組成，所述微波發(fā)射裝置包括有微波源(1)，所述微波接收檢測(cè)裝置包括有用來(lái)對(duì)接收到的微波信號(hào)進(jìn)行處理的檢測(cè)和運(yùn)算模塊(9)，其特征是所述微波發(fā)射裝置中還包括有位于煙道內(nèi)壁一側(cè)并上、下布置的兩個(gè)半波振子輻射器(3)，每個(gè)半波振子輻射器的上、下兩臂之間通過(guò)半波長(zhǎng)傳輸線(xiàn)(4)連接，微波源(1)經(jīng)過(guò)一個(gè)微波功率分配器(2)形成兩路功率相等的分支，兩路分支由信號(hào)電纜分別連接到兩個(gè)半波振子輻射器的上臂上；所述微波接收檢測(cè)裝置中還包括有位于煙道內(nèi)壁另一側(cè)并上、下布置的兩個(gè)半波振子接收天線(xiàn)(7)，每個(gè)半波振子接收天線(xiàn)的上、下兩臂之間通過(guò)半波長(zhǎng)傳輸線(xiàn)(4)連接，兩個(gè)半波振子接收天線(xiàn)的上臂均通過(guò)信號(hào)電纜連接到一個(gè)功率合成器(8)中，功率合成器的輸出端連接到上述檢測(cè)和運(yùn)算模塊(9)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的煙道飛灰含碳量監(jiān)測(cè)裝置，其特征是 所述兩個(gè)半波振子輻射器之間的距離為所傳輸?shù)奈⒉úㄩL(zhǎng)的一半，所述 兩個(gè)半波振子接收天線(xiàn)之間的距離也為所傳輸?shù)奈⒉úㄩL(zhǎng)的一半。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的煙道飛灰含碳量監(jiān)測(cè)裝置，其特征 是所述半波振子輻射器背面和半波振子接收天線(xiàn)背面的煙道壁上分別 貼有微波吸收材料(6)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的煙道飛灰含碳量監(jiān)測(cè)裝置，其特征 是所述半波振子輻射器和半波振子接收天線(xiàn)分別通過(guò)絕緣子(5)固 定在煙道壁上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種燃煤煙氣的監(jiān)測(cè)裝置，具體是一種通過(guò)檢測(cè)微波在煙道中傳輸損耗的大小來(lái)確定飛灰含碳量的煙道飛灰含碳量監(jiān)測(cè)裝置。該裝置由微波發(fā)射裝置和微波接收檢測(cè)裝置組成，微波發(fā)射裝置包括有微波源，微波接收檢測(cè)裝置包括有檢測(cè)和運(yùn)算模塊；所述微波發(fā)射裝置中還包括有兩個(gè)半波振子輻射器，其上、下兩臂之間通過(guò)半波長(zhǎng)傳輸線(xiàn)連接，微波源經(jīng)過(guò)功率分配器連接到兩個(gè)半波振子輻射器的上臂上；微波接收檢測(cè)裝置中還包括有兩個(gè)半波振子接收天線(xiàn)，其上、下兩臂之間通過(guò)半波長(zhǎng)傳輸線(xiàn)連接，其上臂通過(guò)信號(hào)電纜連接到功率合成器中，功率合成器的輸出端連接到檢測(cè)和運(yùn)算模塊。本發(fā)明測(cè)碳準(zhǔn)確度高、受燃煤煤種變化影響小。
文檔編號(hào)G01N22/00GK101446560SQ20081024356
公開(kāi)日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2008年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月23日
發(fā)明者施大榮, 楊萬(wàn)福, 鄭中信 申請(qǐng)人:鎮(zhèn)江施達(dá)爾電氣有限公司