CN201034913Y - 一种微波在线监测高炉喷煤浓度装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种微波在线监测高炉喷煤浓度装置，具体地讲它是一种应用于钢铁厂高炉喷煤系统中煤粉浓度监测的微波法喷煤浓度在线监测装置，它属于仪器仪表技术领域。本实用新型是由外壳、底座和安置在外壳内的微波电路连接构成，所述底座上开有旋接外壳的螺纹沉孔，在底座中部开有与螺纹沉孔连通并垂直的直通孔，旋接的外壳与直通孔之间挤垫一个陶瓷密封片。本实用新型结构设计独特、测量方法新颖，检测灵敏度高，而且为非接触测量，提高使用寿命；本实用新型抗干扰能力强、结构简单、安装使用方便、价格低廉。

Description

一种微波在线监测高炉喷煤浓度装置

技术领域

本实用新型涉及一种微波在线监测高炉喷煤浓度装置，具体地讲它是一种应用于钢铁厂高炉喷煤系统中煤粉浓度监测的微波法喷煤浓度在线监测装置，它属于仪器仪表技术领域。

背景技术

为保证炼铁高炉正常燃烧运行，必须随时掌握各风口喷吹的煤粉浓度。煤粉浓度过大，则燃烧不充分，恶化料柱透气性，很多煤粉在高炉内没有燃尽就排入大气，既浪费燃料又污染环境。如各风口喷吹的煤粉浓度过低或不均匀，则造成炉内温度过低或炉内各方位温度不一致，将影响产品数量和质量，长期下去使高炉运行失常。在钢铁厂高炉喷煤系统中，非常需要喷煤浓度监测装置，以便及时调节风、粉比，确保炼铁高炉正常运行。目前尚未出现应用微波技术在线监测高炉喷煤浓度的装置仪器出现。

发明内容

本实用新型的目的就是针对钢铁厂高炉喷煤浓度在线检测技术的缺憾和需要，研制提供一种新型的微波法高炉喷煤浓度在线监测装置。本实用新型采用独特的结构设计和新颖的微波测量方法，能够提高检测灵敏度，真实地反映喷煤浓度变化；而且利用非接触测量法，防止煤粉对传感器的磨损，提高使用寿命；本实用新型的传感器与变送器采用一体化结构，直接输出DC电流信号，便于信号远距离传送，抗干扰能力强，不需专用地线，安装方便。本实用新型结构简单、使用方便、价格低廉。

本实用新型是采用以下技术措施来实现其发明目的的。

一种微波在线监测高炉喷煤浓度装置，它是由外壳、底座和安置在外壳内的微波电路连接构成，所述底座上开有旋接外壳的螺纹沉孔，在底座中部开有与螺纹沉孔连通并垂直的直通孔，旋接的外壳与直通孔之间挤垫一个陶瓷密封片。

所述的微波电路是由微波发射/接收头、微波源、功率放大转换器和测量输出器连接组成。

所述的微波电路通过电路板支架和螺钉固定在外壳上。

所述的外壳为金属管，上端由螺纹与上盖连接，上盖带有固定连接导线用的锁线接件，下端为把外壳固定在底座上的螺纹。

所述的测量输出器分为三路输出，一路为超标报警信号输出，二路为电压/电流信号输出，三路为数据通讯接口输出。

所述的微波发射/接收头T/R选用J84211型、微波源Wb选用LM358型、功率放大转换器KD选用AD694型。

本实用新型结构设计独特、测量方法新颖，检测灵敏度高，而且为非接触测量，提高使用寿命；本实用新型抗干扰能力强、结构简单、安装使用方便、价格低廉。

附图说明

图1为本实用新型的微波电路连接原理图。

图2为本实用新型的结构剖视图。

图3为沿图2中A-A方向的剖视图。

图4为外壳的正向剖视图。

图5为外壳的俯视图。

图6为上盖的正向剖视图。

图7为上盖的俯视图。

图8为底座的正向剖视图。

图9为底座的俯视图。

图10为底座的右视图。

如图所示，其中1为锁线接件；2为上盖；3为外壳；4为电路板支架；5为电路板；6为微波电路；7为电路板固定螺丝；8为微波发送/接收头，即T/R；9为陶瓷密封片；10为底座；11为直通孔。

具体实施方式

下面结合附图所示实施例对本实用新型作进一步的描述。

本实施例是由外壳3、底座10和安置在外壳3内的微波电路6连接构成，底座10上开有旋接外壳3的螺纹沉孔，在底座10中部开有与螺纹沉孔连通并垂直的直通孔11，旋接的外壳3与直通孔11之间挤垫一个陶瓷密封片9。安置在外壳3内的微波电路6是由微波发射/接收头T/R、微波源Wb、功率放大转换器KD和测量输出器连接组成。微波电路6通过电路板支架4和螺钉7固定在外壳3上。外壳3为金属管，上端由螺纹与上盖2连接，上盖2带有固定连接导线用的锁线接件1，下端由螺纹把外壳3固定在底座10上。

测量输出器分为三路输出，一路为超标报警信号输出BJ，二路为电压/电流信号输出V/I，三路为数据通讯接口输出RS。

所述的微波发射/接收头选用J84211型、微波源Wb选用LM358型、功率放大转换器KD选用AD694型。

外壳3为φ60钢管，上端由螺纹与上盖2连接，上盖有锁线接件1，为固定连接导线用；下端由螺纹把外壳3固定在底座10上；螺丝7用来固定电路板5。

底座10是方钢材质，上部螺纹用来固定外壳3，底座10与外壳3间由陶瓷片9将煤粉密封，形成非接触测量，中部直通孔11两测捍接工艺管，管内流动被测介质煤粉。

微波发射/接收头8垂直于被测介质安装，中间由陶瓷密封片9把微波发射头与介质隔离，形成非接触测量，防止煤粉磨损发射头，发射头为标准进口器件。电子元件6全部焊接在电路板5上，电路板5经电路板支架4，并由螺钉7固定在外壳3上。

本实用新型的电路部分是由微波发射/接收头T/R、微波源Wb、功率放大转换器KD、测量输出(BJ、V/I、RS)四部分组成。

测量输出三路信号分别为：

一路：超标报警BJ，外接报警设施LB。

二路：电压/电流转换器V/I，输出4-20mA电流信号，外接用户显示。

三路：将数据经通讯接口RS485进工控机或平板电脑

微波法高炉喷煤浓度在线监测装置同时检测煤粉浓度和煤粉速度两个测量参数。

由微波源Wb产生的微波，经微波发射/接收头T/R发射、接收。微波在发射和接收过程中，被媒粉损耗；煤粉浓度越高，微波损耗越大，微波的损耗与煤粉浓度成比例。通过采集发射微波和接收微波之差，可得到微波损耗，从而得知煤粉浓度。煤粉浓度大小由煤粉量和送风量两个因素决定，通过检测风速便知送风量。

风速测量采用“微波多谱勒”原理，发射的微波频率和遇到运动物体返回的微波频率之差的大小与运动物体和微波发射头的距离成比例关系。距离越近，微波频率越高；距离越远，微波频率越低。通过采集多谙勒频率，便知煤粉流速，自动补偿了风速对煤粉浓度的影响。

将测量的煤粉浓度和煤粉速度两个信号，经Wb运算，输出AC0.4V交流信号。KD放大处理，输出直流电压信号DC4V。V/I电压电流转换，输出模拟电流信号4-20mA，进PLC/DCS计算机或经RS485数据通讯接口进工控机或平板电脑，显示喷煤浓度。

本实施例的技术指标为：测量范围：0-50kg/kg，测量精度：2.0％，防护等级：IP65，输出方式：DC4-20mA或RS485数据通讯接口，介质温度：＜85℃，介质压力：＜2.5MPa。

本实用新型的产品特点是

菲接触测量，防止煤粉对传感器的磨损。

微波法测量，精度高，响应快，微波只对运动物体有信号输出，防止粘料引起的测量误差，及时真实的反映煤粉浓度变化。

自动修正风速对煤粉浓度的影响。

传感器与变送器采用一体化结构，直接输出DC4-20mA电流信号，便于信号远距离传送，抗干扰性强。

在线连续测煤粉浓度。

本实用新型结构设计独特、测量方法新颖，检测灵敏度高，而且为非接触测量，提高使用寿命；本实用新型抗干扰能力强、结构简单、安装使用方便、价格低廉。

Claims (6)

1.一种微波在线监测高炉喷煤浓度装置，它是由外壳、底座和安置在外壳内的微波电路连接构成，其特征在于所述底座上开有旋接外壳的螺纹沉孔，在底座中部开有与螺纹沉孔连通并垂直的直通孔，旋接的外壳与直通孔之间挤垫一个陶瓷密封片。

2.根据权利要求1所述的一种微波在线监测高炉喷煤浓度装置，其特征在于所述的微波电路是由微波发射/接收头、微波源、功率放大转换器和测量输出器连接组成。

3.根据权利要求2所述的一种微波在线监测高炉喷煤浓度装置，其特征在于所述的微波电路通过电路板支架和螺钉固定在外壳上。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种微波在线监测高炉喷煤浓度装置，其特征在于所述的外壳为金属管，上端由螺纹与上盖连接，上盖带有固定连接导线用的锁线接件，下端为把外壳固定在底座上的螺纹。

5.根据权利要求4所述的一种微波在线监测高炉喷煤浓度装置，其特征在于所述的测量输出器分为三路输出，一路为超标报警信号输出，二路为电压/电流信号输出，三路为数据通讯接口输出。

6.根据权利要求5所述的一种微波在线监测高炉喷煤浓度装置，其特征在于所述的微波发射/接收头T/R选用J84211型、微波源Wb选用LM358型、功率放大转换器KD选用AD694型。

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