CN201145710Y - 环形传感器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种环形传感器，包括静电感应圈、电子装置和信号处理装置，所述静电感应圈与电子装置连接，所述电子装置连接到信号处理装置上。所述静电感应圈为圆环状。所述环形传感器还包括一环形固体保护套，所述环形固体保护套的内侧壁上开有环形凹槽，所述静电感应圈设置于环形凹槽内。所述静电感应圈与电子装置通过N型连接器和低压多芯电缆连接。本实用新型使用寿命长，可准确测量通过煤粉管道横截面的煤粉流速。

Description

环形传感器
技术领域
本实用新型涉及一种传感器，特别涉及一种用于煤粉流程检测系统中的环形传感器。
背景技术
现有用于测量煤粉流的传感器多数采用探针式传感器，这样他们只提取探针附近区域内的煤粉信息，如果煤粉刚好没有从探针附近经过，测得的信号将很微弱，甚至没有信号，此时测出的结果是不准确的，测量不具代表性。一台磨煤机的8条输煤管道的取样时间往往需要花几个小时，其间磨煤机的运行情况已经发生改变，故原取样管道的煤粉量也随之改变了，且这种操作既费力又烦琐，测量的数据参考价值还不大。
另外，现有技术中多半是将探针插入到主管道中，因而测量的数据极大地受煤粉较高的冲击速度和磨损所影响。这些传感器需要更换或者需要用更好的耐磨材料来生产，这样不仅降低了探测信号的质量，而且造成较高的维护费用。此外，探针慢慢的被磨损，因而信号也会变得越来越弱，这就使得很难保证测量的精确性。
实用新型内容
为了克服现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型提供了一种能够实现煤粉管道的全截面测量，同时柱状、绳状和旋曲状的煤粉流不会对测量造成影响的环形传感器。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：一种环形传感器，包括静电感应圈、电子装置和信号处理装置，所述静电感应圈与电子装置连接，所述电子装置连接到信号处理装置上。
作为优选，所述静电感应圈为圆环状。
作为优选，所述环形传感器还包括一环形固体保护套，所述环形固体保护套的内侧壁上开有环形凹槽，所述静电感应圈设置于环形凹槽内。
作为优选，所述静电感应圈与电子装置通过N型连接器(N-type’Connectors)和低压多芯电缆连接。
作为优选，所述静电感应圈为两个，两个静电感应圈之间的距离为40mm。
作为优选，所述电子装置包括传感器信号输入模块，屏障电路，差分信号放大器和信号输出模块，所述传感器信号输入模块与静电感应圈连接，接收静电感应圈输入的信号，传感器信号输入模块同时与差分信号放大器连接，将输入的信号放大，差分信号放大器再连接到屏障电路，经过抗干扰处理后通过信号输出模块传出给信号处理装置。
本实用新型的电子装置除了具有良好的安全性能以外，最大的优点是：
1、低强度的静态信号被放大，这就使信号在经过长距离传输后的损耗减少了。
2、差分信号放大器实际上消除了电厂噪音对信号的干扰，这对于快速的测量和控制非常重要.
3、其他厂家的系统没有这样的信号处理过程，采用滚动平均值的方法来测量或传输数据，这样的到的数据误差较大，容易被干扰，因而不利于依据其值来调节控制器。普玛斯测量仅仅需要1.5秒钟的时间，这对任何利用传感器所提供的数据实施控制目的来说都是非常理想的。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
1、本实用新型的传感器没有被插入到管道中，不会影响煤粉流速；也不会发生探针式传感器常出现的阻塞现象，减少了维护的时间和费用。
2、本实用新型传感器的圆环嵌入固体金属保护套内，金属保护套与煤粉管道连接在一起，组成管道的一部分，传感器的内壁都是光滑的，可以相对减少煤粉冲击的磨损，且不受来自磨煤机高压的影响，设备经过较长时间的使用，也不会出现测量受影响而不准确的现象。因此本实用新型的传感器不会像探针式传感器一样，经过一段时间的使用，探针被磨损，从而造成信号不准确，而需要被替换。因此本实用新型的传感器寿命较长，而且每年需要的维护量很小。安装在测量地方的环形传感器不会被碰撞，磨损极小，可以保证测量结果的稳定性和有效性。
3、环形传感器能够测量通过管道横截面静电变化的平均值，不受煤粉流分布的影响，不论煤粉是从任何位置上经过管道横截面，都可以测出通过它的总静电电荷，从而得出一个更准确的测量值。此外，环形传感器的测量是在线实时的，可以测出煤粉速度绝对值，燃烧器煤粉分配，相对煤粉装载量(密相)，流量比-每条管道分配与总输入量(磨煤机给煤率或相关值)。运行人员可以通过输出显示装置上的数值来调节各个管道的煤粉比例，使其分配均匀，并调节一次风速，以改善煤粉分配，达到更合理的风煤比，提高燃烧器的燃烧效率。
4、在测量过程中，两个传感器配合使用，两个传感器的两个环的结构允许横截面的测量在制造的过程中可以有较高的允许公差。
附图说明
图1为本实用新型整体结构示意图。
图2为本实用新型信号处理装置内部结构图。
图3为本实用新型安装在煤粉管道中的局部剖图。
图4为本实用新型安装在煤粉管道中显示煤粉管道长度比例的结构示意图。
图5为没有设置差分放大器信号处理波形图。
图6为本实用新型增设差分放大器后的信号处理波形图。
图7为静电感应圈的外延部分和电子装置的连接结构图。
图8为电子装置结构框图。
附图标记
1-静电感应圈           2-电子装置        3-信号处理装置
4-煤粉管道             5-法兰            6-N型连接器
7-电源                 8-电源输入隔离    9-电流输入模块
10-计算机              11-信号输入模块   12-信号输入板
13-电流输出终端        14-模拟输入终端   15-转换接口
16-接地和无线局域网卡  17-程序存储单元
18-环形固体保护套      19-连接电缆
20-低压多芯电缆
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
如图1所示，本实用新型的环形传感器包括静电感应圈1、电子装置2和信号处理装置3，所述静电感应圈1与电子装置2连接，所述电子装置2连接到信号处理装置3上。所述静电感应圈1的形状为圆环状。作为优选，所述静电感应圈1可以为两个，两个静电感应圈1之间的距离为40mm。为了在使用或安装中方便，所述环形传感器还包括一环形固体保护套18，所述环形固体保护套18的内侧壁上开有环形凹槽，所述静电感应圈1设置于环形凹槽内。如图7所示，所述静电感应圈1与电子装置2通过N型连接器6和连接电缆19连接，电子装置2通过低压多芯电缆20与信号处理装置3连接。
如图8所示，所述电子装置包括传感器信号输入模块，屏障电路，差分信号放大器和信号输出模块，所述传感器信号输入模块与静电感应圈连接，接收静电感应圈输入的信号，传感器信号输入模块同时与差分信号放大器连接，将输入的信号放大，差分信号放大器再连接到屏障电路，经过抗干扰处理后通过信号输出模块传出给信号处理装置。
对于一般的传感器输出的信号，其信号都相对较弱。当受到温度，噪音，电磁干扰等因素时，将严重影响信号，如图5当输入信号是正弦波，在t0时刻遇到一个0.3v的干扰信号，此时接受的信号与实际信号将产生较大偏差。
在差分式电路中，无论是温度变化，还是电源电压的波动，都会引起两管集电极电流以及相应的集电极电压相同的变化，此效果相当于在两个输入端加入了共模信号，由于电路的对称性，可使输出电压不变，从而抑制了零点漂移。如图6所示，将需要放大的信号分成大小相等方向相反的两个部分，加在电路的两个输入端ui1和ui2，即ui1＝-ui2。如图6所示，t0时刻以前u0＝A(ui1-ui2)＝2Aui1，t0时刻后，遇到了0.3v的干扰信号，此影响对ui1和ui2产生的作用相同，因此输出等于u0＝A[(ui1+Δu)-(ui2+Δu)]＝A(ui1-ui2)＝2Aui1，所以此干扰信号没有对输出造成影响。可见此电路放大了差模信号，抑制了共模信号，即差动放大器一方面起到了放大信号的作用，同时抑制了零漂和干扰，在本装置中是个必要的环节。
放大的测量信号被传输到信号处理装置，在这里煤的速度和浓度的信号从其他的由周围环境产生的静电噪音干扰信号中分离了出来，这样就最大程度的保证了测量数据的准确性。
如图2所示，所述信号处理装置包括电源7、电源输入隔离8、电流输入模块9、计算机10、信号输入模块11、信号输入板12、电流输出终端13、模拟输入终端14、转换接口15、接地和无线局域网卡16和程序存储单元17。所述的信号处理装置为现有技术，在此不再详细描述。
如图3、图4所示，显示出本实用新型的两个环形传感器安装于煤粉管道4上，即将设置有两个静电感应圈1的环形固体保护套18通过两个法兰5分别套装在煤粉管道4上，所述环形固体保护套18的内径与煤粉管道4的内径相同，使环形传感器成为煤粉管道4的一部分，并且环形固体保护套18的内壁是光滑的，可以相对减少煤粉冲击的磨损，且不受来自磨煤机高压的影响，设备经过较长时间的使用，也不会出现测量不准确的现象，因此使用寿命长，每年的维护量很小。本实用新型的环形传感器将静电感应圈1成为煤粉管道壁的一部分，煤粉垂直通过环形静电管应圈，可以测量通过煤粉管道4的横截面的煤粉的流速，得到平均的静电电荷具有代表性。
如图4所示，为了得到准确的测量结果，设置在煤粉管道4上的环形传感器与其相邻的管道弯头之间的距离最好是：距离上流管道弯头为5倍煤粉管道的直径距离，距离下流道弯头为1倍煤粉管道的直径距离。

Claims (6)

1、一种环形传感器，其特征在于，包括静电感应圈、电子装置和信号处理装置，所述静电感应圈与电子装置连接，所述电子装置连接到信号处理装置上。
2、根据权利要求1所述的环形传感器，其特征在于，所述电子装置包括传感器信号输入模块，屏障电路，差分信号放大器和信号输出模块，所述传感器信号输入模块与静电感应圈连接，传感器信号输入模块同时与差分信号放大器连接，差分信号放大器再连接到屏障电路，屏障电路与信号输出模块连接，所述信号输出模块连接到信号处理装置的信号输入模块上，所述静电感应圈的信号通过电子装置的输入模块输入到电子装置中，经差分信号放大器后进入屏障电路，之后通过信号输出模块传出给信号处理装置。
3、根据权利要求1或2所述的环形传感器，其特征在于，所述静电感应圈为圆环状。
4、根据权利要求3所述的环形传感器，其特征在于，所述环形传感器还包括一环形固体保护套，所述环形固体保护套的内侧壁上开有环形凹槽，所述静电感应圈设置于环形凹槽内。
5、根据权利要求3所述的环形传感器，其特征在于，所述静电感应圈与电子装置通过N型连接器和低压多芯电缆连接。
6、根据权利要求3所述的环形传感器，其特征在于，所述静电感应圈为两个，两个静电感应圈之间的距离为40mm。
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