KR100707070B1 - Microwave instrument for measuring carbon in ash - Google Patents
Microwave instrument for measuring carbon in ash Download PDFInfo
- Publication number
- KR100707070B1 KR100707070B1 KR1020040087606A KR20040087606A KR100707070B1 KR 100707070 B1 KR100707070 B1 KR 100707070B1 KR 1020040087606 A KR1020040087606 A KR 1020040087606A KR 20040087606 A KR20040087606 A KR 20040087606A KR 100707070 B1 KR100707070 B1 KR 100707070B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- signal
- unburned carbon
- antenna
- oscillator
- multipath
- Prior art date
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 46
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000010883 coal ash Substances 0.000 description 4
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 4
- 238000010223 real-time analysis Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003631 expected effect Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N22/00—Investigating or analysing materials by the use of microwaves or radio waves, i.e. electromagnetic waves with a wavelength of one millimetre or more
- G01N22/04—Investigating moisture content
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
- B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
- B23K26/0624—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses using ultrashort pulses, i.e. pulses of 1ns or less
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
- H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
- H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
- H04B7/0617—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal for beam forming
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
- G10K2210/50—Miscellaneous
- G10K2210/505—Echo cancellation, e.g. multipath-, ghost- or reverberation-cancellation
Abstract
이 발명은, 화력 발전소에서 배출되는 미연 탄소분의 실시간 측정시 발생할 수 있는 간섭 오차를 초단파 펄스를 이용하여 방지하고, 정확도를 높여 보일러 성능 및 효율 관리의 기본 이용 툴로 활용케 할 수 있으며, 안테나의 사용 크기가 줄어듦에 따라 비교적 설치 및 유지 보수가 쉽도록 하는, 미연 탄소분 측정기기용 다중경로 제거장치에 관한 것으로서,This invention prevents interference errors that may occur in real-time measurement of unburned carbon dust emitted from thermal power plants by using microwave pulses, and improves the accuracy to be used as a basic tool for boiler performance and efficiency management. Regarding the multipath removal device for unburned carbon powder measuring device, which is relatively easy to install and maintain as the size decreases,
RF 신호를 발생시키기 위한 오실레이터와, 상기한 오실레이터에서 발생한 RF 신호를 펄스 형태로 변조하여 초단파 펄스를 발생시켜서 송신기 안테나를 통하여 방사시키는 모듈레이터와, 수신안테나로 들어오는 신호중에서 반사되어 들어온 전자파 신호는 윈도우잉처리를 통하여 제거함으로써 수신안테나로 직진하여 들어온 전자파 신호만을 통과시키는 다중경로 제거부를 포함하여 이루어진다.An oscillator for generating an RF signal, a modulator for modulating the RF signal generated by the oscillator in the form of a pulse to generate an ultra-short pulse and radiating it through a transmitter antenna, and an electromagnetic signal reflected from a signal input to a receiving antenna is windowed. It includes a multi-path removal unit for passing only the electromagnetic wave signal to go straight to the receiving antenna by removing through the process.
미연 탄소분, 다중경로, 수신안테나, 오실레이터, 모듈레이터Unburned Carbon, Multipath, Receive Antenna, Oscillator, Modulator
Description
도 1은 이 발명의 일실시예에 따른 미연 탄소분 측정기기용 다중경로 제거장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a multi-path removing device for unburned carbon powder measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 이 발명의 일실시예에 따른 미연 탄소분 측정기기용 다중경로 제거장치의 모듈레이터의 구성도이다.Figure 2 is a block diagram of a modulator of the multi-path removing device for unburned carbon powder measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3은 이 발명의 일실시예에 따른 미연 탄소분 측정기기용 다중경로 제거장치의 다중경로 제거부의 구성도이다.Figure 3 is a block diagram of a multi-path removal unit of the multi-path removal device for unburned carbon powder measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 오실레이터 2 : 모듈레이터1: oscillator 2: modulator
3 : 다중경로 제거부 10 : 초단파 발생부3: multipath removal unit 10: microwave generation unit
11 : 믹서 31 : 검출기11: mixer 31: detector
32 : 아날로그 디지탈 컨버터 33 : 디지탈 신호 처리기32: analog digital converter 33: digital signal processor
이 발명은 미연 탄소분 측정기기 분야에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말 하자면 화력 발전소에서 배출되는 미연 탄소분의 실시간 측정시 발생할 수 있는 간섭 오차를 초단파 펄스(ultra short pulse)를 이용하여 방지하고, 정확도를 높여 보일러 성능 및 효율 관리의 기본 이용 툴로 활용케 할 수 있으며, 안테나의 사용 크기가 줄어듦에 따라 비교적 설치 및 유지 보수가 쉽도록 하는, 미연 탄소분 측정기기용 다중경로 제거장치에 관한 것이다.The present invention relates to the field of unburned carbon measuring device, and more specifically, to prevent interference errors that may occur in real time measurement of unburned carbon emitted from a thermal power plant using ultra short pulses and to increase accuracy. The present invention relates to a multi-path removal device for unburned carbon measuring equipment, which can be used as a basic tool for boiler performance and efficiency management, and is relatively easy to install and maintain as the size of the antenna is reduced.
석탄을 연료로 사용하는 화력 발전 보일러에 있어서 불완전 연소되어 배출되는 미연 탄소분의 실시간 측정은 보일러의 효율 및 성능 관리에 있어 매우 중요한 인자이다. In coal-fired thermal power boilers, real-time measurement of unburned carbon emissions from incomplete combustion is a very important factor in boiler efficiency and performance management.
종래의 미연 탄소분의 실시간 측정방법은, 보일러 덕트 내로 흐르는 석탄회에 전자파의 일종인 마이크로파를 송신기를 통하여 조사하고, 이와 같이 석탄회에 조사된 마이크로파의 일부가 석탄회에 포함된 탄소와 만나서 흡수되거나 반사된 후, 수신기로 입력되는 마이크로파의 양을 분석하여 이루어지게 된다. In the conventional real-time measurement method of unburned carbon powder, the microwave ash, which is a kind of electromagnetic waves, is irradiated to the coal ash flowing into the boiler duct through a transmitter. This is done by analyzing the amount of microwaves input to the receiver.
이와 같이 미연 탄소분을 측정하는 과정에서, 송신기의 송신 안테나에서 수신기의 수신 안테나 방향으로 조사된 전자파는 송신 안테나의 빔 폭만큼 공기중으로 퍼지게 되는데, 이렇게 퍼진 전자파들 중에서 수신 안테나 방향을 통하여 수신 안테나로 직진하여 들어가는 전자파가 존재하는가 하면 수신 안테나 방향과 다른 방향으로 진행하다가 미연 탄소입자와 만나는 경우도 발생한다. In the process of measuring the unburned carbon content, electromagnetic waves radiated from the transmitter antenna toward the receiver antenna of the transmitter are spread in the air by the beam width of the transmitter antenna. If there is an electromagnetic wave entering, it proceeds in a direction different from the receiving antenna direction and encounters unburned carbon particles.
탄소 입자는 전기를 잘 통하게 해주는 도체와 같은 성질이 있어서, 전자파와 만나게 되면 일부 흡수를 하고 대부분 반사를 하게 된다. Carbon particles are like conductors that provide good electrical conduction, so when they encounter electromagnetic waves they absorb some and reflect most of them.
이와 같이 반사된 전자파의 경로가 바뀌게 되어서 다시 수신안테나로 들어갈 수가 있는데 이러한 경우를 다중경로 현상이라고 한다. The path of the reflected electromagnetic wave is changed so that it can enter the receiving antenna again. This is called a multipath phenomenon.
미연 탄소분 측정기기는 송수신기 안테나 사이에 존재하는 미연 탄소분의 양에 따라서 수신기의 신호세기가 변화하는 원리를 사용하는데, 상기한 다중경로 현상이 나타나게 되면 원래의 신호와 간섭현상이 발생하여 수신신호가 불규칙적으로 나타난다. The unburned carbon measuring device uses the principle that the signal strength of the receiver changes according to the amount of unburned carbon present between the transceiver antennas. When the multipath phenomenon occurs, the received signal is irregular due to interference with the original signal. Appears.
따라서 종래의 미연 탄소분의 측정기기는, 송신기에서 조사된 전자파가 미연 탄소분과 만나 수신기로 들어가는 과정에서 다중 경로(multipath)가 발생하게 되고, 이와 같이 다중경로로 들어온 신호가 다른 신호와 간섭현상을 일으켜 탄소량 측정에 오차를 유발시키는 문제점이 있다. Therefore, in the conventional measurement device of unburned carbon powder, multipath occurs when the electromagnetic wave irradiated from the transmitter meets the unburned carbon powder and enters the receiver, and thus the multi-path signal interferes with other signals. There is a problem that causes an error in the carbon amount measurement.
이러한 문제점을 제거하기 위해서는 다중경로 영향을 줄여야 하는데, 다중경로 영향을 줄이기 위하여 사용될 수 있는 간단한 방법은 안테나의 빔폭을 상당히 좁게 하는 것이 될 수 있다. To eliminate this problem, the multipath effect must be reduced. A simple method that can be used to reduce the multipath effect can be to considerably narrow the beam width of the antenna.
그러나 이렇게 안테나의 빔폭을 줄이기 위해서는 안테나의 크기가 동시에 커지게 된다. However, in order to reduce the beam width of the antenna, the size of the antenna increases at the same time.
일반적으로 10dB 테이퍼링(tapering)된 파라볼라 안테나의 경우는 다음과 같은 안테나 공식이 쓰인다. In general, for the 10 dB tapered parabola antenna, the following antenna formula is used.
G ≒ 6 (4πA) / λ2 ≒ 6 (D / λ)2 G ≒ 6 (4πA) / λ 2 ≒ 6 (D / λ) 2
W ≒ 60°(λ/D)W ≒ 60 ° (λ / D)
여기에서 G는 이득이며, D는 직경이며, λ는 파장이며, W는 빔폭이다. Where G is the gain, D is the diameter, λ is the wavelength, and W is the beamwidth.
상기한 수식에 의하면, 파라볼라 안테나의 직경(D)이 1m이고, 주파수가 10GHz이면 파장(λ)이 0.03m가 되어서, 안테나의 이득(G)은 38dB가 되고, 빔폭(W)은 1.8°가 된다. 따라서, 빔폭(W)을 1°로 줄이기 위해서는 약 2m의 직경(D)인 안테나를 필요로 하게 된다.According to the above equation, when the diameter D of the parabolic antenna is 1 m and the frequency is 10 GHz, the wavelength λ is 0.03 m, the gain G of the antenna is 38 dB, and the beam width W is 1.8 degrees. do. Therefore, in order to reduce the beam width W to 1 °, an antenna having a diameter D of about 2 m is required.
이렇게 안테나가 커지게 되면 안테나를 구동시켜주는 페데스탈(pedestal)의 기구부도 동시에 커지게 되어, 비용(cost)가 증가는 물론, 미연 탄소량 측정장치의 덕트 외벽 설치 자체가 문제가 된다. As the antenna becomes larger, the mechanical part of the pedestal driving the antenna also becomes large at the same time, and the cost increases, as well as the installation of the duct outer wall of the unburned carbon amount measuring device.
안테나의 크기를 크게 하지 않고서 좁은 빔폭을 얻기 위해서 주파수를 증가시키는 방법이 있으나, 이와 같이 주파수를 더 올리게 되면 작은 안테나 크기로 좁은 빔폭을 얻을 수는 있지만, 이 역시도 RF 소자들이 고주파 대역으로 올라가면서 가격이 고가가 되는 단점이 있다. There is a way to increase the frequency to get a narrow beam width without increasing the size of the antenna, but if you increase the frequency in this way, you can get a narrow beam width with a small antenna size, but this too is the cost as the RF devices rise to the high frequency band This has the disadvantage of being expensive.
한편, 마이크로파를 이용한 미연 탄소분의 세미실시간(semi-real time) 분석 방식이 개시된 바 있다. Meanwhile, a semi-real time analysis method of unburned carbon powder using microwaves has been disclosed.
상기한 마이크로파를 이용한 미연 탄소분의 세미실시간(semi-real time) 분석 방식은 마이크로파의 감쇠와 위상 변화를 이용하여 미연 탄소분의 양을 측정하는 기술로서, 덕트내로 흐르는 석탄 회에 직접 마이크로파를 조사하는 방식이 아닌, 일정량의 석탄 회의 포집 후, 이곳에 마이크로파를 조사하는 방식을 채택하고 있다. The semi-real time analysis method of the unburned carbon powder using the microwave is a technique of measuring the amount of unburned carbon powder using the attenuation and phase change of the microwave, and the method of directly irradiating the microwave to the coal ash flowing in the duct. Instead, after the capture of a certain amount of coal meeting, the method of irradiating microwaves is adopted.
상기한 마이크로파를 이용한 미연 탄소분의 세미실시간(semi-real time) 분석 방식을 적용할 경우에는, 직접 석탄 회의 흐름에 전자파를 조사하는 방식이 아니기 때문에 다중경로(multipath)로 인한 간섭 오차는 일어나지 않지만, 실시간으로 미연 탄소량을 측정할 수 없으며, 이와 더불어 석탄 회의 포집과 분석 후 이의 덕트로의 재 주입을 위한 기계적 장치가 설치되어야 하는 문제점을 가지고 있다. In the case of applying the semi-real time analysis method of the unburned carbon powder using the microwave, the interference error due to the multipath does not occur because the electromagnetic wave is not directly irradiated to the coal ash flow. The amount of unburned carbon cannot be measured in real time, and a mechanical device for collecting and analyzing coal ash and re-injecting it into the duct has a problem.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 화력 발전소에서 배출되는 미연 탄소분의 실시간 측정시 발생할 수 있는 간섭 오차를 초단파 펄스(ultra short pulse)를 이용하여 방지하고, 정확도를 높여 보일러 성능 및 효율 관리의 기본 이용 툴로 활용케 할 수 있으며, 안테나의 사용 크기가 줄어듦에 따라 비교적 설치 및 유지 보수가 쉽도록 하는, 미연 탄소분 측정기기용 다중경로 제거장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to solve the conventional problems as described above, by using an ultra short pulse to prevent interference errors that may occur during the real-time measurement of unburned carbon powder discharged from a thermal power plant, It can be used as a basic use tool of boiler performance and efficiency management, and it is to provide a multipath elimination device for unburned carbon powder measuring device which is relatively easy to install and maintain as the size of the antenna is reduced.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, RF 신호를 발생시키기 위한 오실레이터와, 오실레이터에서 발생한 RF 신호를 펄스(pulse) 형태로 변조하여 초단파 펄스(ultra short pulse)를 발생시켜서 송신기 안테나를 통하여 방사시키는 모듈레이터와, 수신안테나로 들어오는 신호중에서 반사되어 들어온 전자파 신호는 윈도우잉처리를 통하여 제거함으로써 수신안테나로 직진하여 들어온 전자파 신호만을 통과시키는 다중경로 제거부를 포함하여 이루어진다.As a means for achieving the above object, the configuration of the present invention, the oscillator for generating an RF signal, and the RF signal generated by the oscillator in the form of a pulse (pulse) by generating an ultra short pulse (transmitter antenna) And a multipath removal unit for passing the electromagnetic wave signal reflected from the signal coming into the receiving antenna through the windowing process and passing only the electromagnetic signal entering the receiving antenna.
또한, 이 발명의 구성은, 상기한 다중경로 제거부는, 펄스형태로 이루어진 고주파 신호인 전자파 신호의 포락선(envelope)만을 추출해 내서 비디오(video) 신호대역의 아날로그 신호로 전환하는 검출기(detector)와, 이러한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시켜주는 아날로그 디지탈 컨버터(AD converter)와, 이렇게 디 지털로 변환된 신호에 윈도우(window)를 씌워 주는 디지탈 신호 처리기(DSP)를 포함하여 이루어진다. In addition, the configuration of the present invention, the multi-path removal unit is a detector for extracting only the envelope of the electromagnetic wave signal, which is a high frequency signal in the form of a pulse and converts it into an analog signal in the video signal band, An analog digital converter (AD converter) for converting such an analog signal into a digital signal, and a digital signal processor (DSP) for covering the window (window) to the digitally converted signal.
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to describe in detail enough to enable those skilled in the art to easily carry out the present invention. . Other objects, features, and operational advantages, including the object, operation, and effect of the present invention will become more apparent from the description of the preferred embodiment.
참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.For reference, the embodiments disclosed herein are only presented by selecting the most preferred embodiment in order to help those skilled in the art from the various possible examples, the technical spirit of the present invention is not necessarily limited or limited only by this embodiment Rather, various changes, additions, and changes are possible within the scope without departing from the spirit of the present invention, as well as other equivalent embodiments.
도 1은 이 발명의 일실시예에 따른 미연 탄소분 측정기기용 다중경로 제거장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a multi-path removing device for unburned carbon powder measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일실시예에 따른 미연 탄소분 측정기기용 다중경로 제거장치의 구성은, RF 신호를 발생시키기 위한 오실레이터(1)와, 오실레이터(1)에서 발생한 RF 신호를 펄스 형태로 변조하여 초단파 펄스를 발생시켜서 송신기 안테나를 통하여 방사시키는 모듈레이터(2)와, 수신안테나로 들어오는 신호중에서 반사되어 들어온 전자파 신호는 윈도우잉처리를 통하여 제거함으로써 수신안테나로 직진하여 들어온 전자파 신호만을 통과시키는 다 중경로 제거부(3)를 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 1, the configuration of a multipath removing device for an unburned carbon powder measuring device according to an embodiment of the present invention includes an
도 2는 이 발명의 일실시예에 따른 미연 탄소분 측정기기용 다중경로 제거장치의 모듈레이터의 구성도이다.Figure 2 is a block diagram of a modulator of the multi-path removing device for unburned carbon powder measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시되어 있는 바와 같이 이 발명의 일실시예에 따른 미연 탄소분 측정기기용 다중경로 제거장치의 모듈레이터(2)는, 초단파 펄스(Ultra short pulse)를 발생시키는 초단파 발생부(10)와, 오실레이터(1)의 RF 신호를 초단파 펄스로서 믹싱하기 위한 믹서(11)로 구성되어 있으며, 초단파 발생부(10)와 믹서(11)를 이용하여 오실레이터(1)에서 발생한 RF 신호를 펄스(pulse) 형태로 변조하여 출력한다. As shown in FIG. 2, the
도 3은 이 발명의 일실시예에 따른 미연 탄소분 측정기기용 다중경로 제거장치의 다중경로 제거부의 구성도이다.Figure 3 is a block diagram of a multi-path removal unit of the multi-path removal device for unburned carbon powder measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3에 도시되어 있는 바와 같이 이 발명의 일실시예에 따른 미연 탄소분 측정기기용 다중경로 제거장치의 다중경로 제거부(3)는, 펄스형태로 이루어진 고주파 신호인 전자파 신호((가'), (나'))의 포락선만을 추출해 내서 비디오 신호대역의 아날로그 신호로 전환하는 검출기(31)와, 이러한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시켜주는 아날로그 디지탈 컨버터(32)와, 이렇게 디지털로 변환된 신호에 윈도우를 씌워 주는 디지탈 신호 처리기(33)를 포함하여 이루어진다. As shown in FIG. 3, the
상기한 구성에 의한, 이 발명의 일실시예에 따른 미연 탄소분 측정기기용 다중경로 제거장치의 작용은 다음과 같다.By the above configuration, the action of the multi-path removing device for unburned carbon powder measuring apparatus according to an embodiment of the present invention is as follows.
이 발명은 석탄을 이용하는 화력 발전 보일러에서 배출되는 미연 탄소량을 실시간으로 측정하기 위한 시스템의 송수신기에 관련된 기술로서, 전자파를 이용한 측정기법을 사용한다. 그리고, 화력 발전 보일러에서 배출되는 미연 탄소량을 보다 정확하게 측정하기 위해 송신기에서 조사되는 전자파의 간섭 현상을 제거하는 기술을 사용한다.The present invention relates to a transceiver of a system for measuring in real time the amount of unburned carbon emitted from a coal-fired thermal power boiler, and uses a measuring technique using electromagnetic waves. In addition, in order to more accurately measure the amount of unburned carbon emitted from the thermal power boiler, a technique of removing interference from electromagnetic waves emitted from the transmitter is used.
이 발명의 구성에 있어서, 오실레이터(1)는 RF 신호를 발생시키는 역할을 하며, 모듈레이터(2)는 초단파 펄스(ultra short pulse)를 발생시켜서 송신기 안테나를 통하여 방사시키는 역할을 한다. 즉, RF 송수신기의 변조 오실레이터(1)에서 발생한 CW(continuos wave) 고주파 신호를 극히 짧은 펄스와 혼합하여 초단파 펄스(ultra short pulse)의 전자파를 안테나로 방출시킨다.In the configuration of the present invention, the
(가)는 송신기 안테나에서 방사된 전자파가 수신기로 직진한 경우를 나타내며 (나)는 공기 중으로 방사된 전자파가 미연 탄소와 만나서 수신안테나로 반사되어 들어간 경우를 나타내는데, (가')는 수신안테나로 직진하여 들어온 전자파 신호를 표현한 것이고 (나')는 반사되어 들어온 전자파 신호를 나타낸 것이다. (A) shows the case where the electromagnetic wave emitted from the transmitter antenna goes straight to the receiver. (B) shows the case where the electromagnetic wave emitted into the air meets unburned carbon and is reflected back into the receiving antenna. It represents the electromagnetic wave signal coming in straight (I ') is the electromagnetic wave signal reflected.
다중경로 제거부(3)는 수신안테나로 반사되어 들어온 전자파 신호(가')를 제거하고 수신안테나로 직진하여 들어온 신호(나')만 통과시킨다. 즉, 송신기에서 상당히 짧은 펄스를 사용하여 조사하고 수신기에서는 처음 도착한 펄스 신호 이외에는 윈도우(window)를 씌워서 제거하여 간섭 효과를 방지하는 것이다. The
τ = l/cτ = l / c
fs > 1/τfs> 1 / τ
여기에서, τ은 펄스폭이고, l은 다중경로 길이이고, c는 광속도이고, fs 는 샘플율(sampling rate)이다.Where τ is the pulse width, l is the multipath length, c is the speed of light, and fs is the sampling rate.
위의 수식을 이용하면, 다중경로 길이(l)가 1m라면 이러한 반사파를 제거하기 위해서 펄스폭(τ)은 3.3nsec가 되는 것을 사용하고 디지탈 신호 처리기(33)의 샘플율(fs)은 300MHz 이상을 채택하면 된다. Using the above equation, if the multipath length l is 1 m, the pulse width τ is 3.3 nsec to remove the reflected wave, and the sample rate fs of the
아날로그 디지탈 컨버터(32)에서 디지털로 변환된 신호는 일정 크기의 문턱값(threshold) 이상의 값이 되면 디지탈신호처리기(33)에 의하여 윈도우(window) 처리에 들어간다. 이때 윈도우(window) 형태는 간단히 사각형 윈도우(rectangular window)를 사용한다. The digital signal converted by the analog
디지탈신호처리기(33)는 송신기에서 펄스가 발생된 이후 수신기의 신호 처리단에서 두 번째 문턱값을 넘는 신호는 다중경로(multipath)에 의한 영향으로 간주하고 이를 무시한다. 그리고, 첫 번째 문턱값(threshold)을 넘은 신호는 반사된 신호가 아닌 것으로 간주하고 그 크기를 메모리에 저장하여 이후 데이터 처리단에서 미연분의 함량을 계산할 때 사용한다. The
즉, 디지탈신호처리기(33)는 수신기로 들어온 초단파 펄스(ultra short pulse)를 고속으로 샘플링하여 처음 들어온 펄스(pulse)에 윈도우(window)을 씌우게 되는데, 이는 다중경로(multipath)에 대한 구체적인 해결방안 없이 주파수를 높이는 방식으로 작은 빔폭을 구현하여 다중경로(multipath)를 줄이는 방식에 비해, 근본적인 오차 원인의 발생을 제거함과 동시에 비교적 광범위하고 넓은 빔폭의 마이크로파를 사용할 수 있는 장점이 있다. That is, the
이에 따라 이 발명은, 저주파수대의 넓은 빔폭을 갖는 마이크로파를 이용하여 미연 탄소량을 실시간 측정하는 방식에서 발생할 수 있는 다중경로(multipath) 간섭효과를 방지할 수 있어 측정 정밀도를 높일 수가 있다. Accordingly, the present invention can prevent the multipath interference effect that may occur in the method of measuring the unburned carbon amount in real time using microwaves having a wide beam width in the low frequency band, thereby improving measurement accuracy.
또한, 저주파수대의 빔폭을 사용하여 미연 탄소량을 실시간으로 측정할 비교적 작은 안테나를 사용할 수 있어 기기 비용 저감 및 설치의 용이성을 갖도록 하였으며, 궁극적으로 기기의 오차값을 최소한 줄여줄 수 있어 분석의 신뢰성을 제공할 수 있다.In addition, it is possible to use a relatively small antenna to measure the unburned carbon amount in real time using the beam width of the low frequency band, thereby reducing the cost of equipment and ease of installation, and ultimately reducing the error value of the device, thereby improving reliability of analysis. Can provide.
이 발명에 의한 초단파 펄스(Ultra Short Pulse)를 이용한 미연 탄소분 측정기기의 전자파 송수신기는 다음의 특징과 기대 효과를 갖는다. The electromagnetic wave transceiver of an unburned carbon powder measuring instrument using Ultra Short Pulse according to the present invention has the following features and expected effects.
첫 번째는 마이크로파를 이용한 미연 탄소량의 측정에 있어 다중경로에 의한 간섭효과로 발생하는 오차를 없앴을 수 있다.First, in the measurement of the amount of unburned carbon using microwave, the error caused by the multipath interference effect can be eliminated.
두 번째는 비교적 넓은 빔폭의 마이크로파를 이용할 수 있기 때문에 송, 수신부의 안테나 크기를 줄일 수 있다. Secondly, since the microwaves with relatively wide beam width can be used, the antenna size of the transmitter and receiver can be reduced.
세 번째는 미연 탄소량을 측정하기 위한 마이크로파의 사용 주파수대가 비교적 광범위 할 수 있어 기술의 확장성을 가질 수 있다.Thirdly, the frequency band of microwaves used to measure the amount of unburned carbon can be relatively broad, and thus the technology can be expanded.
이상의 실시예에서 살펴 본 바와 같이 이 발명은, 화력 발전소에서 배출되는 미연 탄소분의 실시간 측정시 발생할 수 있는 간섭 오차를 초단파 펄스(ultra short pulse)를 이용하여 방지하고, 정확도를 높여 보일러 성능 및 효율 관리의 기본 이용 툴로 활용케 할 수 있으며, 안테나의 사용 크기가 줄어듦에 따라 비교적 설치 및 유지 보수가 쉽도록 하는, 효과를 갖는다.As described in the above embodiments, the present invention prevents interference errors that may occur during real-time measurement of unburned carbon powder emitted from a thermal power plant using ultra short pulses, and improves boiler performance and efficiency management. It can be used as a basic use tool of, and as the use size of the antenna is reduced, it is relatively easy to install and maintain.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020040087606A KR100707070B1 (en) | 2004-10-30 | 2004-10-30 | Microwave instrument for measuring carbon in ash |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020040087606A KR100707070B1 (en) | 2004-10-30 | 2004-10-30 | Microwave instrument for measuring carbon in ash |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20060038526A KR20060038526A (en) | 2006-05-04 |
| KR100707070B1 true KR100707070B1 (en) | 2007-04-13 |
Family
ID=37146024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020040087606A KR100707070B1 (en) | 2004-10-30 | 2004-10-30 | Microwave instrument for measuring carbon in ash |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100707070B1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101796262B1 (en) * | 2016-08-19 | 2017-11-10 | 김응남 | Measuring and Analyzing method for amount of unburned carbon in coal ash by frequency phase angle |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980023920A (en) * | 1996-09-19 | 1998-07-06 | 미요시 순기치 | Solid sample analyzer and method |
-
2004
- 2004-10-30 KR KR1020040087606A patent/KR100707070B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980023920A (en) * | 1996-09-19 | 1998-07-06 | 미요시 순기치 | Solid sample analyzer and method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20060038526A (en) | 2006-05-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10237765B1 (en) | Passive intermodulation (PIM) measuring instrument and method of measuring PIM | |
| JP4392427B2 (en) | Small pulse radar with low power consumption and control method thereof | |
| US9417315B2 (en) | Radar system and methods for making and using same | |
| KR101685284B1 (en) | Apparatus and method for measuring precipitation in the atmosphere using frequency-modulated continuous wave weather radar system | |
| Olver et al. | FMCW radar for hidden object detection | |
| KR100707070B1 (en) | Microwave instrument for measuring carbon in ash | |
| Zakerhaghighi et al. | Implementation and assessment of jamming effectiveness against an FMCW tracking radar based on a novel criterion | |
| LU502554B1 (en) | Millimeter wave doppler radar array for measuring wind speed and wind direction | |
| CN109254207B (en) | Cable electromagnetic radiation analysis method and system | |
| CA2437483A1 (en) | A field interchangeable level measurement system | |
| KR100920768B1 (en) | Ultra wide band radar | |
| RU2356065C2 (en) | Method of millimicrosecond radar-location with resonant compression of transmitter pulse | |
| KR20150135734A (en) | Radar using linear frequency modulation signal and noise signal, and method for controlling the same | |
| Brooker et al. | A High Resolution Radar-Acoustic Sensor for Detection of Close-in Air Turbulence | |
| CN109725244A (en) | A kind of measuring system of highpowerpulse travelling-wave tubes amplitude-phase consistency | |
| JP7371976B1 (en) | Lightning protection wire breakage position measurement system | |
| CN102223165A (en) | Communication masker and communication masking method | |
| CN209028207U (en) | Radar and vessel traffic navigation system with the radar | |
| Smith et al. | A low power, ultra-wideband radar testbed | |
| CN115685097A (en) | Radar angle and distance joint interference method for simulating tangential motion false target | |
| Smith et al. | Ranging and target detection performance through lossy media using an ultrawideband S-band through-wall sensing noise radar | |
| Egawa | A microwave Doppler radar velocity meter for construction machinery | |
| Kozma | A Software Defined Radio Implementation of Direct Sequence Spread Spectrum Harmonic Radar | |
| Cohen | The design of a harmonic radar system | |
| JP5019994B2 (en) | Equivalent time sample radar system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130401 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140401 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160401 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180329 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190327 Year of fee payment: 13 |