CN202582596U - 风量、浓度、颗粒度一体化测量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及锅炉风粉测量技术，具体是一种风量、浓度、颗粒度一体化测量系统，包括传感模块，所述传感模块包括上游传感单元、下游传感单元、A/D转换单元，所述上游传感单元、下游传感单元分别与所述A/D转换单元电连接；处理模块，所述处理模块包括依次电连接的采样单元、处理单元，标准信号输出单元，所述采样单元的输入端与所述A/D转换单元的输出端电连接。本实用新型提供的风量、浓度、颗粒度一体化测量系统稳定性强、测量精度高等特点。

Description

风量、浓度、颗粒度一体化测量系统

技术领域

本实用新型涉及锅炉风粉测量技术，具体是一种风量、浓度、颗粒度一体化测量系统。 

背景技术

目前电厂在发电机组运行时，面临着以下以下诸类问题：1、各中的煤粉量不均匀；2、一次风、粉管道堵粉；3、一次风、粉管道里煤粉流速过低引起自燃；4、一次风、粉管道里煤粉流速过高引起煤粉冲刷炉墙；5、煤粉不完全燃烧，产生结焦；6、炉膛燃心偏移，烧结水冷壁。此外，煤粉在粉碎和运输过程中容易带有电荷，当煤粉静电电压满足放电条件时亦会引起煤粉自燃，且当带有电荷的煤粉会使得设备带点引发安全隐患。 

要解决以上问题，就需要一种设备来在线监测一次风、粉管道中煤粉的风量、浓度以及颗粒度，然而现有电厂应用测量一次风压或者通过温度法来计算上述结果，其主要缺点为煤粉受粉尘粒子成份的变化及周边环境(如：温度、压力、湿度)等变化的影响，导致测量误差大。 

实用新型内容

本实用新型的首要目的在于提供一种稳定性强、测量精度高的风量、浓度、颗粒度一体化测量系统，为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下： 

一种风量、浓度、颗粒度一体化测量系统，包括：传感模块，所述传感模块包括上游传感单元、下游传感单元、A/D转换单元，所述上游传感单元、下游传感单元分别与所述A/D转换单元电连接；处理模块，所述处理模块包括依次电连接的采样单元、处理单元，标准信号输出单元，所述采样单元的输入端与所述A/D转换单元的输出端电连接。 

优选的，所述标准信号输出单元设有4～25mA电流输出模块。 

优选的，还包括调理模块，所述调理模块包括依次电连接的D/A转换单 元、放大单元及/或隔离单元，所述D/A转换单元的输入端与所述A/D转换单元的输出端电连接，所述采样单元的输入端与所述D/A转换单元的输出端电连接。 

优选的，所述上游传感单元设有上游传感探头，所述下游传感单元设有下游传感探头；所述上游传感探头及所述下游传感探头分别设于同一管道内且与管道垂直。 

优选的，所述上游传感探头及所述下游传感探头设于管道的直管道处。 

本实用新型的风量、浓度、颗粒度一体化测量系统优势在于： 

1、采用国际最先进的“交相关法”提供真实、准确的烟气流速及烟尘的浓度或排放量。彻底摆脱了常规差压式、热式等测量方法所需的维护和清扫问题； 

2、不受烟气流动形式、气流类型及外界环境(如：温度、压力、湿度)的影响； 

3、100%的线性度，0.1％的重复度； 

4、风中的灰含量或传感器上的积灰不会影响系统的测量精度； 

5、传感器具有极高的耐腐蚀性； 

6、传感器的安装和更换非常简单，并且更换后不需要重新标定； 

7、只需要很短(最小可达到100mm)的直管段就能达到相当高的测量精度。 

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中： 

图1为本实用新型实施例模块框图； 

图2为本实用新型实施例优选方案的模块框图； 

图3为本实用新型实施例测量原理图。 

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。 

实施例： 

如图1所示，风量、浓度、颗粒度一体化测量系统包括： 

传感模块1，所述传感模块1包括上游传感单元、下游传感单元、A/D转换单元，所述上游传感单元、下游传感单元分别与所述A/D转换单元电连接； 

处理模块2，所述处理模块2包括依次电连接的采样单元、处理单元，标准信号输出单元，所述采样单元的输入端与所述A/D转换单元的输出端电连接。 

上述实施例方案中，上游传感单元、下游传感单元至于管道内，粉尘颗粒经过相互碰撞、摩擦之后，将带有一定的电荷量，同时产生一定的电荷场，当这些粉尘颗粒通过特制的上、下游传感器的探头附近时，在两个传感器探头表面将会产生等量的感应电荷，随后产生感应电流，即在上、下游传感器探头上产生两个随机模拟信号，A/D转换单元将此模拟信号转换成数字信号并以数字传送方式发送给处理模块2， 

进一步的，处理模块2接收传感模块1发送的数字信号，经采样单元进行D/A采样发送至处理单元，处理单元中包括微控制单元(MCU)，得出两个随机信号是时间差Δt，由于上、下游传感器探头之间的距离L是恒定的,从而可以准确的计算出粉尘颗粒的流速V=L/Δt，在输入管道的截面积后就可测得粉尘的体积流量；当装置接入温度和压力变送器后就可以计算出标准状况下的粉尘的体积流量。采用交流电荷感应技术测量流速V时,由于此系统只关心粉尘粒子通过上、下游传感器时产生的电荷信号的时差Δt，因而测量精度不受粉尘粒子成份的变化及周边环境(如：温度、压力、湿度)等变化的影响，因此可实现高精度的、稳定的流量测量。 

粉尘颗粒或烟气浓度检测是利用传感器感应交流电荷扰动量与粉尘排放 浓度成正相关性的关系，在运用测得的实时流速V并对其进行修正后，便可以准确地测得粉尘或烟气中烟尘的相对浓度值，经现场标定后就可得到粉尘或烟尘浓度的绝对值。 

作为上述实施例方案的优选方案，所述标准信号输出单元设有4～25mA电流输出模块。 

如图2所示，作为上述实施例方案的改进，还包括调理模块3，所述调理模块3包括依次电连接的D/A转换单元、放大单元及/或隔离单元，所述D/A转换单元的输入端与所述A/D转换单元的输出端电连接，所述采样单元的输入端与所述D/A转换单元的输出端电连接。通过在传感模块1、处理模块2之间增加调理模块3，对传感模块1的信号进行放大，且避免信号干扰。 

如图3所示，作为上述实施例方案的优选方案，上游传感单元、下游传感单元皆为传感器，其采用插入式结构、底座螺纹安装的方式，只需在管道上开两个孔之后焊接好传感器底座，然后将传感器固定上去即可，所述上游传感单元设有上游传感探头11，所述下游传感单元设有下游传感探头12；所述上游传感探头11及所述下游传感探头12分别设于同一管道21内且与管道21垂直。 

优选的，所述上游传感探头11及所述下游传感探头12设于管道21的直管道21处，即可在较短距离的直管道21上就可测量出精确的数据。 

以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。 

Claims (5)

1.一种风量、浓度、颗粒度一体化测量系统，其特征在于包括：

传感模块，所述传感模块包括上游传感单元、下游传感单元、A/D转换单元，所述上游传感单元、下游传感单元分别与所述A/D转换单元电连接；

处理模块，所述处理模块包括依次电连接的采样单元、处理单元，标准信号输出单元，所述采样单元的输入端与所述A/D转换单元的输出端电连接。

2.根据权利要求1所述的风量、浓度、颗粒度一体化测量系统，其特征在于：所述标准信号输出单元设有4～25mA电流输出模块。

3.根据权利要求1所述的风量、浓度、颗粒度一体化测量系统，其特征在于：还包括调理模块，所述调理模块包括依次电连接的D/A转换单元、放大单元及/或隔离单元，所述D/A转换单元的输入端与所述A/D转换单元的输出端电连接，所述采样单元的输入端与所述D/A转换单元的输出端电连接。

4.根据权利要求1所述的风量、浓度、颗粒度一体化测量系统，其特征在于：所述上游传感单元设有上游传感探头，所述下游传感单元设有下游传感探头，所述上游传感探头及所述下游传感探头分别设于同一管道内且与管道垂直。

5.根据权利要求4所述的风量、浓度、颗粒度一体化测量系统，其特征在于：所述上游传感探头及所述下游传感探头设于管道的直管道处。

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