CN201689106U - 一种智能一体化风粉风速传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能一体化风粉风速传感器，它属于环保仪器技术领域。本实用新型是由风粉流速测量探头和差压变送器组装而成，所述的风粉流速测量探头是由靠背管、自清灰振动棒、固定底座连接组成；所述的差压变送器是由差压传感器、电子放大器、微处理器连接组成，差压变送器固定于防护箱内；风粉流速测量探头和差压变送器是用二个螺丝固定组装在一起。本实用新型结构独特合理，测量理念思路全面，使用可靠，测量精度高。

Description

一种智能一体化风粉风速传感器

技术领域

本实用新型涉及一种智能一体化风粉风速传感器，它属于环保仪器技术领域。

背景技术

煤粉锅炉的最佳燃烧需要有一定比例的煤粉和空气，当煤粉过多时，则燃烧不充分，很多煤粉在炉膛内没有燃尽就排入大气，既浪费燃料又污柒大气；当吹入炉内空气过多，则带走热量多，使炉膛温度下降，导致煤粉不完全燃烧，所以煤粉锅炉的燃烧非常需要有一种可在线测量煤粉风速的监测装置。以前已有的煤粉风速测量装置有下列缺点：

(1)煤粉是颗粒状，而且流速又快，在较短使用期内则测量探头就磨损或磨坏；

(2)因测量介质是煤粉，容易堵塞测量装置及测量导压管；

(3)测量探头与差压变送器各为独立装置，测量导压管长度大，煤粉容易堵塞；

(4)不能自动修正风粉温度对风粉速度的影响，测量精度低。

发明内容

本实用新型的目的就是为了克服和避免已有煤粉风速测量装置的不足和缺点，而提供一种新型的智能一体化风粉风速传感器。该产品结构独特合理，测量理念思路全面，使用可靠，测量精度高；该产品结构独特合理，能够满足生产需要。

本实用新型采用下列技术措施来实现其发明目的的。

一种智能一体化风粉风速传感器，它是由风粉流速测量探头和差压变送器组装而成，所述的风粉流速测量探头是由靠背管、自清灰振动棒、固定底座连接组成；所述的差压变送器是由差压传感器、电子放大器、微处理器连接组成，差压变送器固定于防护箱内；风粉流速测量探头和差压变送器是用二个螺丝固定组装在一起。

所述的靠背管为二支，二支靠背管焊接在固定板上，固定板用螺丝固定在固定底座的一端；二支自清灰振动棒分别悬挂在二支靠背管内，自清灰振动棒由钢丝、连结环、振动钢块串接组成。

所述的差压变送器是由差压传感器、电压放大器、电压电流转换器、微处理器四部分组成，共同装在差压变送器外壳内，差压变送器外壳经靠背管上的两个引压嘴的外镙纹用镙帽固定在靠背管上。

所述的自清灰振动棒是由靠背管缧帽、钢丝、连结环、振动钢块串接组成，悬挂在靠背管中央。

智能一体化风粉风速传感器由测量探头和差压变送器组装而成，即将原为各自独立的测量探头单元和差压变送器单元设计组装在一起，即为一体化。这样从测量探头到差压变送器之间的测量导压管缩短了许多，解决了测量粉尘介质容易堵塞的疑难问题，并且安装方便、维护容易。

因风粉温度的变化，影响风粉流速的快慢，本实用新型还可以增加一个风粉温度测量回路，将温度测量参数和风粉流速测量参数共同进入微处理器运算，自动修正温度对流速的影响，提高了测量精度，所以具有智能功能。

本实用新型的优化涉及结构是由风粉流速ΔS测量回路和风粉温度ΔT测量回路并联组成。其中风粉流速ΔS测量回路由测量探头SE、差压变送器ST二个单元组成一体化结构。风粉温度ΔT测量回路由感温体TE、温度变送器TT二个单元组成一体化结构。风粉温度变送器TT输出4-20mA直流电流信号，送给差压变送器ST中的微处理器运算，自动补偿温度对流速的影响。经运算输出的4-20mA直流电流信号，送给用户终端设施YH显示风粉流速。

所述的风粉流速测量探头SE是由靠背管、自清灰振动棒、固定底座组成。二支靠背管焊接在固定板上，固定板用螺丝固定在固定底座的一端；二支自清灰振动棒分别悬挂在二支靠背管内，自清灰振动棒由钢丝、连结环、振动钢块串接组成。

所述的差压变送器是由差压传感器、电子放大器、微处理器组成，外有防护箱；测量探头和差压变送器是用二个螺丝固定组装在一起。

所述的温度变送器是通用仪表，可选用的种类很多，例如型号为wzp、分度号为Pt100的温度变送器就可以使用。

附图说明

图1为本实用新型测量原理框图。

图2为本实用新型整机正视图。

图3为本实用新型整机左视剖视图。

图4为沿图二中A-A方向的剖视图。

图5为风速测量探头正视图。

图6为风速测量探头左视剖视图。

图7为风速测量探头俯视剖图。

图8为测量引压嘴剖视图。

图9为固定底座正视图。

图10为固定底座仰视剖视图。

图11为固定底座左视图。

图12为自清灰振动棒正视图。

图13为自清灰振动棒左视图。

图14为沿图十三B-B方向剖视图。

图15为差压变送器原理框图。

图16为差压变送器防护箱。

图17为差压变送器安装位置正视图。

图18为差压变送器安装位置俯视图。

图19为差压变送器安装位置左视图。

如图所示，其中ΔS为风粉流速；ST为差压变送器；ΔT为风粉温度；TT为温度变送器；SE为风粉流速测量探头；CPU为微处理器；TE为铂电阻感温器；1为风粉流速测量探头；2为差压变送器；3为测量探头固定底座；4为自清灰振动棒；5为靠背管固定板；6为测量引压接嘴；7为靠背管镙帽；8为钢丝；9为连结环；10为振动钢块；11为差压变送器防护箱；12为差压变送器。

具体实施方式

下面结合附图所示实例对本实用新型作进一步的描述。

本实用新型的结构是由风粉流速ΔS测量回路和风粉温度ΔT测量回路并联组成。

其中风粉流速测量回路由测量探头SE、差压变送器ST二单元一体化结构组成。风粉温度测量回路由感温体TE、温度变送器TT二单元一体化结构组成。本实用新型的智能一体化风粉风速传感器和一体化温度变送器都安装在被测量的风粉管道上，垂直插入被测介质风粉中，分别测量风粉流速信号和风粉温度信号，两个测量信号输出直流电流信号4～20mA都进入差压变送器中的微处理器CPU，经运算，自动补偿温度对流速的影响，运算后，微处理器CPU输出直流电流信号4～20mA给用户终端设施YH，显示和记录风粉流速。

智能一体化风粉风速传感器是由风速测量探头1和差压变送器2组成。风速测量探头SE是两支靠背管1、固定底座3和两支自清灰振动棒4组成。风速测量探头SE的由两支靠背管1焊接在固定板5上。固定板用镙丝固定在固定底座的一端，固定底座的另一端焊接在被测管道上。使测量靠背管垂直插入被测量的风粉中。差压变送器2经靠背管1上的两个引压嘴6的外镙纹用镙帽固定在靠背管上。

自清灰振动棒是由靠背管缧帽7、钢丝8、连结环9、振动钢块10串接组成，悬挂在靠背管中央。当有风粉流动时，振动钢块10自由摆动撞击靠背管内壁上的粉尘，使其脱落，防止堵塞。

差压变送器2是由差压传感器CG、电压放大器DY、电压电流转换器U/I、微处理器CPU四部分组成。共同装在差压变送器外壳内。

本实用新型测量原理是：当风粉流动时，风粉流速测量探头SE的两支靠背管分别测得动压为P1和P2，差压ΔP＝P1-P2。

差压信号ΔP，使差压传感器CG的测量膜片受压，经压阻效应产生微弱的电压信号ΔU₁，再经电压放大器DY将输入的微弱电压信号ΔU₁放大为ΔU₂电压信号，经电压/电流转换器U/I将电压信号转换为4～20mA的直流电流信号，送给微处理器CPU。

风速计算公式：

$S=\sqrt[K]{\frac{2\mathrm{\ΔP}}{\mathrm{\ρ}}}---\left(1\right)$

S：风粉流速                K：风速探头标定系数

ΔP：风速探头测得的差压    ρ：空气密度

$\mathrm{\ρ}={\mathrm{\ρ}}_0\frac{273}{273+T}---\left(2\right)$

ρ₀：标准状态下的空气密度  T：工作状态下风粉温度

由公式(2)得知，风粉流速与介质温度有关，为了自动补偿温度对流速的影响，所以又增加一个温度参数测量回路T。

风粉温度测量回路ΔT由感温体TE、温度变送器TT二单元一体化结构组成。温度ΔT变化→感温体TE电阻R变化→温度变送器TT输出4～20mA电流信号就变化。

当风粉流速测量回路ΔS输出的4～20mA直流电流信号和风粉温度测量回路ΔT输出的4～20mA直流电流信号，经微处理器CPU运算后输出自动补偿了的4～20mA直流电流信号送给用户终端设施YH，显示风粉流速。

本实用新型有以下优点：

(1)本实用新型的测量单元和变送单元采用一体化结构。在国内是首创，测量导压管的长度由原10米左右降为10厘米左右，减少了被测介质堵塞的机率。

(2)测量靠背管内有自清灰振动棒，靠流体的流动振动钢块自由摆动，撞击靠背管内壁的粉尘，使其脱落，防止测量装置的堵塞。

(3)测量靠背管外衬有特殊瓷套管，提高了靠背管的耐磨性能，使用寿命由一年提高到三年左右。

(4)最大特点是：在风粉流速测量系统中增加了智能功能，自动补偿了温度对流速的影响，使仪表测量精度提高了±0.5％。

Claims (4)

1.一种智能一体化风粉风速传感器，它是由风粉流速测量探头和差压变送器组装而成，其特征在于所述的风粉流速测量探头是由靠背管、自清灰振动棒、固定底座连接组成；所述的差压变送器是由差压传感器、电子放大器、微处理器连接组成，差压变送器固定于防护箱内；风粉流速测量探头和差压变送器是用二个螺丝固定组装在一起。

2.根据权利要求1所述的一种智能一体化风粉风速传感器，其特征在于所述的靠背管为二支，二支靠背管焊接在固定板上，固定板用螺丝固定在固定底座的一端；二支自清灰振动棒分别悬挂在二支靠背管内，自清灰振动棒由钢丝、连结环、振动钢块串接组成。

3.根据权利要求2所述的一种智能一体化风粉风速传感器，其特征在于所述的差压变送器是由差压传感器、电压放大器、电压电流转换器、微处理器四部分组成，共同装在差压变送器外壳内，差压变送器外壳经靠背管上的两个引压嘴的外镙纹用镙帽固定在靠背管上。

4.根据权利要求3所述的一种智能一体化风粉风速传感器，其特征在于所述的自清灰振动棒是由靠背管缧帽、钢丝、连结环、振动钢块串接组成，悬挂在靠背管中央。

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