專利名稱：流速以及顆粒物濃度測(cè)量系統(tǒng)及其測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測(cè)量領(lǐng)域，尤其是涉及一種流速以及顆粒物濃度測(cè)量系統(tǒng)及其測(cè)量方法。
背景技術(shù)：
在鍋爐燃燒中存在一系列問題，如火焰偏斜沖刷爐墻、在靠近爐墻區(qū)域局中心還原氣氛強(qiáng)而產(chǎn)生水冷壁局部中心高溫腐蝕或結(jié)焦、熱負(fù)荷不均勻、煙氣側(cè)和蒸汽側(cè)溫度偏差、飛灰含碳量高等問題，影響機(jī)組運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。造成以上問題的原因主要為燃燒器煤粉濃度的高低以及各個(gè)煤粉燃燒器的顆粒物均勻性，特別是處于同層燃燒器之間一次顆粒物分配不均勻，直接影響到爐內(nèi)燃燒工況的穩(wěn)定和鍋爐的燃燒效率。因此需要對(duì)顆粒物輸送管道中的顆粒物的流速以及顆粒物濃度進(jìn)行測(cè)量，這里的顆粒物可以為冶金、冶煉、電力或者化工中的煙氣或者為煤粉。 現(xiàn)有的測(cè)量是用勻速管或者文丘里管對(duì)流速以及顆粒物濃度進(jìn)行測(cè)量，在這種測(cè)量中，通常都需要顆粒物通過勻速管或者文丘里管，例如文丘里管的使用原理是利用異形管使流經(jīng)該管流體的速度發(fā)生變化從而產(chǎn)生差壓，通過該壓差計(jì)算流速以及顆粒物濃度。由于勻速管或文丘里管都是管形，在顆粒物通過勻速管或者文丘里管的時(shí)候，取壓口容易被顆粒物堵塞，顆粒物將取壓口堵塞后，會(huì)影響顆粒物在高速移動(dòng)時(shí)，對(duì)取壓口造成的壓力，從而降低測(cè)量的精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種流速以及顆粒物濃度測(cè)量系統(tǒng)及其測(cè)量方法，提高測(cè)量的精度。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的流速以及顆粒物濃度測(cè)量系統(tǒng)，包括傳感器、信號(hào)處理器以及管道；其中，所述傳感器有兩個(gè)，且兩個(gè)所述傳感器上均設(shè)置有傳感器探頭，所述傳感器探頭均穿過所述管道的側(cè)壁深入管道內(nèi)；兩個(gè)所述傳感器均與所述信號(hào)處理器連接；所述傳感器探頭用于感應(yīng)顆粒物上的電荷，并產(chǎn)生感應(yīng)電流傳送給傳感器；所述傳感器用于根據(jù)所述傳感器探頭所傳送的感應(yīng)電流產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)并發(fā)送給所述信號(hào)處理器；所述信號(hào)處理器用于接收所述感應(yīng)信號(hào)，并根據(jù)接收該感應(yīng)信號(hào)的時(shí)間差計(jì)算流速以及顆粒物濃度。優(yōu)選地，所述管道側(cè)壁上設(shè)置有安裝孔，所述傳感器探頭穿過所述安裝孔，并與所述安裝孔可拆卸的連接。優(yōu)選地，其特征在于，兩個(gè)所述傳感器探頭沿所述管道的軸向分布。優(yōu)選地，兩個(gè)所述傳感器探頭探入管道的深度相同。優(yōu)選地，兩個(gè)所述傳感器探頭之間的距離為180mm-400mm。
優(yōu)選地，兩個(gè)所述傳感器探頭之間的距離為200mm-250mm。優(yōu)選地，所述傳感器上還包括A/D轉(zhuǎn)換器，所述A/D轉(zhuǎn)換器用于將傳感器所產(chǎn)生的感應(yīng)信號(hào)由模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并將被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后的感應(yīng)信號(hào)向信號(hào)處理器發(fā)送。流速以及顆粒物濃度測(cè)量方法，包括使傳感器探頭感應(yīng)顆粒物上的電荷，并產(chǎn)生感應(yīng)電流傳送給傳感器；通過所述傳感器用于根據(jù)所述傳感器探頭所 傳送的感應(yīng)電流產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)并發(fā)送給所述信號(hào)處理器；計(jì)算兩個(gè)感應(yīng)信號(hào)之間的時(shí)間差；通過該感應(yīng)信號(hào)的時(shí)間差已有數(shù)據(jù)計(jì)算流速以及顆粒物濃度。優(yōu)選地，所述已有數(shù)據(jù)包括L :兩個(gè)所述傳感器探頭之間的距離；M :顆粒物總量；S :管道的橫截面積；其中，所述流速V滿足公式(I):(I) V=~-——
AtA t :信號(hào)處理器接收到感應(yīng)信號(hào)的時(shí)間差；所述顆粒物濃度C滿足公式(2 ):
M(2) C=^^
o優(yōu)選地，所述傳感器接收該感應(yīng)電流并根據(jù)該感應(yīng)電流產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)并向信號(hào)處理器傳送具體為傳感器接收電荷并產(chǎn)生模擬數(shù)據(jù)的感應(yīng)信號(hào)；A/D轉(zhuǎn)換器將傳感器所產(chǎn)生的感應(yīng)信號(hào)由模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并向信號(hào)處理器傳送?？梢?，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)提高測(cè)量的精度。顆粒物在管道中高速運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，經(jīng)過碰撞、摩擦，會(huì)帶有一定的電荷量，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)電荷場(chǎng)，當(dāng)這些顆粒物通過傳感器探頭的時(shí)候，傳感器探頭會(huì)產(chǎn)生與顆粒物上所帶電荷等量的感應(yīng)電荷傳導(dǎo)到傳感器，傳感器根據(jù)感應(yīng)電荷，產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)信號(hào)，并將該感應(yīng)信號(hào)傳送給信號(hào)處理器，傳感器通過計(jì)算接收到該感應(yīng)信號(hào)的時(shí)間差，進(jìn)行處理計(jì)算得到顆粒物的流速以及顆粒物濃度，在這個(gè)過程中，由于傳感器探頭是對(duì)高速移動(dòng)的顆粒物上產(chǎn)生的電荷進(jìn)行感應(yīng)的，當(dāng)顆粒物在傳感器探頭上附著后，不會(huì)影響其對(duì)電荷的感應(yīng)，因此提高測(cè)量的精度。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一個(gè)簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本發(fā)明實(shí)施例一中流速以及顆粒物濃度測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明實(shí)施例二、實(shí)施例三、實(shí)施例四以及實(shí)施例五中流速以及顆粒物濃度測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例六中流速以及顆粒物濃度測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例七中流速以及顆粒物濃度測(cè)量方法的流程圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例八中流速以及顆粒物濃度測(cè)量方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。流速以及顆粒物濃度測(cè)量系統(tǒng)，包括傳感器、信號(hào)處理器以及管道；其中，所述傳感器有兩個(gè)，且兩個(gè)所述傳感器上均設(shè)置有傳感器探頭，所述傳感器探頭均穿過所述管道的側(cè)壁深入管道內(nèi)；兩個(gè)所述傳感器均與所述信號(hào)處理器連接；所述傳感器探頭用于感應(yīng)顆粒物上的電荷，并產(chǎn)生感應(yīng)電流傳送給傳感器；所述傳感器用于根據(jù)所述傳感器探頭所傳送的感應(yīng)電流產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)并發(fā)送給所述信號(hào)處理器；所述信號(hào)處理器用于接收所述感應(yīng)信號(hào)，并根據(jù)接收該感應(yīng)信號(hào)的時(shí)間差計(jì)算流速以及顆粒物濃度。在本發(fā)明中，顆粒物在管道中高速運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，經(jīng)過碰撞、摩擦，會(huì)帶有一定的電荷量，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)電荷場(chǎng)，當(dāng)這些顆粒物通過傳感器探頭的時(shí)候，傳感器探頭會(huì)產(chǎn)生與顆粒物上所帶電荷等量的感應(yīng)電荷傳導(dǎo)到傳感器，傳感器根據(jù)感應(yīng)電荷，產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)信號(hào)，并將該感應(yīng)信號(hào)傳送給信號(hào)處理器，傳感器通過計(jì)算接收到該感應(yīng)信號(hào)的時(shí)間差，進(jìn)行處理計(jì)算得到顆粒物的流速以及顆粒物濃度，在這個(gè)過程中，由于傳感器探頭是對(duì)高速移動(dòng)的顆粒物上產(chǎn)生的電荷進(jìn)行感應(yīng)的，當(dāng)顆粒物在傳感器探頭上附著后，不會(huì)影響其對(duì)電荷的感應(yīng)，因此提高測(cè)量的精度。S卩，流速滿足公式(I):
權(quán)利要求
1.流速以及顆粒物濃度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，包括傳感器、信號(hào)處理器以及管道； 其中，所述傳感器有兩個(gè)，且兩個(gè)所述傳感器上均設(shè)置有傳感器探頭，所述傳感器探頭均穿過所述管道的側(cè)壁深入管道內(nèi)；兩個(gè)所述傳感器均與所述信號(hào)處理器連接； 所述傳感器探頭用于感應(yīng)顆粒物上的電荷，并產(chǎn)生感應(yīng)電流傳送給傳感器； 所述傳感器用于根據(jù)所述傳感器探頭所傳送的感應(yīng)電流產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)并發(fā)送給所述信號(hào)處理器； 所述信號(hào)處理器用于接收所述感應(yīng)信號(hào)，并根據(jù)接收該感應(yīng)信號(hào)的時(shí)間差計(jì)算流速以及顆粒物濃度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的流速以及顆粒物濃度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述管道側(cè)壁上設(shè)置有安裝孔，所述傳感器探頭穿過所述安裝孔，并與所述安裝孔可拆卸的連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流速以及顆粒物濃度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，兩個(gè)所述傳感器探頭沿所述管道的軸向分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的流速以及顆粒物濃度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，兩個(gè)所述傳感器探頭探入管道的深度相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的流速以及顆粒物濃度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，兩個(gè)所述傳感器探頭之間的距離為180mm-400mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的流速以及顆粒物濃度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，兩個(gè)所述傳感器探頭之間的距離為200mm-250mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的流速以及顆粒物濃度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器上還包括A/D轉(zhuǎn)換器，所述A/D轉(zhuǎn)換器用于將傳感器所產(chǎn)生的感應(yīng)信號(hào)由模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并將被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后的感應(yīng)信號(hào)向信號(hào)處理器發(fā)送。
8.流速以及顆粒物濃度測(cè)量方法，其特征在于，包括 使傳感器探頭感應(yīng)顆粒物上的電荷，并產(chǎn)生感應(yīng)電流傳送給傳感器； 通過所述傳感器用于根據(jù)所述傳感器探頭所傳送的感應(yīng)電流產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)并發(fā)送給所述信號(hào)處理器； 計(jì)算兩個(gè)感應(yīng)信號(hào)之間的時(shí)間差； 通過該感應(yīng)信號(hào)的時(shí)間差已有數(shù)據(jù)計(jì)算流速以及顆粒物濃度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的流速以及顆粒物濃度測(cè)量方法，其特征在于，所述已有數(shù)據(jù)包括L :兩個(gè)所述傳感器探頭之間的距離；M :顆粒物總量；S :管道的橫截面積； 其中，所述流速V滿足公式(I):
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的流速以及顆粒物濃度測(cè)量方法，其特征在于，所述傳感器接收該感應(yīng)電流并根據(jù)該感應(yīng)電流產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)并向信號(hào)處理器傳送具體為傳感器接收電荷并產(chǎn)生模擬數(shù)據(jù)的感應(yīng)信號(hào)； A/D轉(zhuǎn)換器將傳感器所產(chǎn)生的感應(yīng)信號(hào)由模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)， 并向信號(hào)處理器傳送。
全文摘要
本發(fā)明涉及測(cè)量領(lǐng)域，尤其是涉及一種流速以及顆粒物濃度測(cè)量系統(tǒng)及其測(cè)量方法。流速以及顆粒物濃度測(cè)量系統(tǒng)，包括傳感器、信號(hào)處理器以及管道；其中，所述傳感器有兩個(gè)，且兩個(gè)所述傳感器上均設(shè)置有傳感器探頭，所述傳感器探頭均穿過所述管道的側(cè)壁深入管道內(nèi)；兩個(gè)所述傳感器均與所述信號(hào)處理器連接；所述傳感器探頭用于感應(yīng)顆粒物上的電荷，并產(chǎn)生感應(yīng)電流傳送給傳感器；所述傳感器用于根據(jù)所述傳感器探頭所傳送的感應(yīng)電流產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)并發(fā)送給所述信號(hào)處理器；所述信號(hào)處理器用于接收所述感應(yīng)信號(hào)，并根據(jù)接收該感應(yīng)信號(hào)的時(shí)間差計(jì)算流速以及顆粒物濃度。傳感器探頭對(duì)顆粒物上產(chǎn)生的電荷進(jìn)行感應(yīng)，不會(huì)影響其對(duì)電荷的感應(yīng)，提高測(cè)量的精度。
文檔編號(hào)G01N15/06GK102749474SQ201210240760
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月12日
發(fā)明者劉軍嶸 申請(qǐng)人:西安金淦禹過濾科技有限公司