專利名稱：鍋爐承壓管泄漏在線監(jiān)測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種鍋爐水冷壁、省煤器、過熱器、再熱器受熱面的鍋爐承壓管泄漏在線監(jiān)測儀。
目前火力發(fā)電廠中發(fā)電機、電氣設(shè)備以及汽輪機的事故發(fā)生率不斷下降，影響發(fā)電機組可用率的主要問題反映在鍋爐由于承壓管泄漏而造成的非計劃停機，因此發(fā)電機組迫切需要對鍋爐承壓管泄漏進行在線監(jiān)測?，F(xiàn)有技術(shù)“管道泄漏自動報警裝置”(見中國專利ZL94226766.4)，雖然提出了一種解決管道泄漏的測量方案，利用信號采集管與水平面的傾斜角來防止堵灰問題，其傳感器安裝于信號采集管出口端的垂直于軸線方向上，由此可以看出在鍋爐承壓管在線監(jiān)測上，還沒有提出具體解決信號采集管(即聲導(dǎo)管)的清理堵灰結(jié)焦及強化散熱和進一步提高監(jiān)測靈敏度、擴大采集泄漏信號半徑空間問題。
本實用新型的目的是為解決上述問題而提供一種特別適用于鍋爐承壓管泄漏在線監(jiān)測儀。
本實用新型是由聲導(dǎo)管、空氣傳感器、前置放大器、濾波器和高速A/D轉(zhuǎn)換器、計算機接口電路、微型計算機所構(gòu)成的計算機系統(tǒng)以及與計算機系統(tǒng)連接的報警、打印裝置而組成的。其中聲導(dǎo)管的入口端位于被監(jiān)測的承壓管中心半徑12米空間范圍內(nèi)，其出口端的正上方的法蘭盤上安裝有空氣傳感器CG，空氣傳感器CG連接前置放大器為一體，前置放大器的輸出端通過電纜與濾波器的輸入端連接，濾波器的輸出端通過電纜與計算機系統(tǒng)的高速A/D轉(zhuǎn)換器連接。本實用新型的工作原理是通過多個通道的聲導(dǎo)管采集鍋爐承壓管泄漏信號，經(jīng)對應(yīng)的空氣傳感器將獲取的振動信號轉(zhuǎn)換為較弱的電信號，然后送入前置放大器中的阻抗變換電路使信號的特性轉(zhuǎn)變?yōu)榍爸梅糯笃髦械南乱患夒妷弘娏鬓D(zhuǎn)換電路所能接受的信號，再通過電壓電流轉(zhuǎn)換電路將電壓信號轉(zhuǎn)化為便于長線電纜傳輸?shù)碾娏餍盘?，通過電纜送至濾波器中的低通濾波電路中，去掉不需要的高頻信號，然后再經(jīng)濾波器的下一級高通濾波電路阻塞信號中無用的低頻信號，使保留一定頻帶寬度的有用信號送入濾波器中最后一級放大電路中去，對應(yīng)多個通道聲導(dǎo)管的濾波器中的放大電路分別把信號幅值調(diào)整到適當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)，集中供給計算機系統(tǒng)中的高速A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后再通過計算機接口電路供給微型計算機讀取、計算、處理并輸出到顯示終端和打印繪圖、報警等外部設(shè)備中去。
本實用新型由于聲導(dǎo)管采用清灰孔和擴展表面的肋片或者鰭片，解決了聲導(dǎo)管清理堵灰結(jié)焦以及強化散熱的問題；采用空氣傳感器和前置放大器連為一體并直接安裝在聲導(dǎo)管出口端的正上方的法蘭盤上，以及采用長線電纜之后連接濾波器，提高了本實用新型的監(jiān)測靈敏度和準(zhǔn)確度，擴大了空氣傳感器采集泄漏信號的半徑空間；采用計算機技術(shù)對各通道的信號進行自動跟蹤、計算、處理、具有體積小、安裝方便、可操作性強的特點。
以下結(jié)合附圖以單個通道為例對本實用新型做進一步說明

圖1為本實用新型的原理流程框圖；圖2為本實用新型的聲導(dǎo)管和連接空氣傳感器的示意圖；圖3為本實用新型的前置放大器電路原理圖；圖4為本實用新型的濾波器電路原理圖；結(jié)合圖1，一種涉及鍋爐承壓管泄漏在線監(jiān)測儀是由聲導(dǎo)管[1]、空氣傳感器CG[2]、前置放大器、濾波器以及由本領(lǐng)域工程技術(shù)人員熟知的技術(shù)—高速A/D轉(zhuǎn)換器、計算機接口電路、微型計算機所構(gòu)成的計算機系統(tǒng)和報警、打印裝置而組成的。
結(jié)合圖2，本實用新型的聲導(dǎo)管[1]是由金屬或非金屬材料制成的，其入口端通過鍋爐墻體[3]位于被監(jiān)測的承壓管中心半徑12米空間范圍內(nèi)，出口端的正上方的法蘭盤[4]上安裝有空氣傳感器CG[2]；聲導(dǎo)管[1]為一彎管，其前部的軸向與垂直方向夾角α的最佳角度范圍在30°～90°，其β角的最佳角度范圍在(180°-α)～180°；聲導(dǎo)管[1]在A點至B點之間開設(shè)有一清灰孔，A點的位置在聲導(dǎo)管[1]前部上側(cè)內(nèi)壁延伸線與其后部右側(cè)內(nèi)壁的交點處，B點的位置在聲導(dǎo)管[1]前部下側(cè)內(nèi)壁與鍋爐墻體[3]外側(cè)延伸線交點處。清灰孔上有一活動遮蓋物，采用套管形式或其它形式均可；聲導(dǎo)管[1]的外表面為光管，也可以為帶有擴展表面的肋片或鰭片管來用于強化散熱；聲導(dǎo)管[1]的最佳長度不小于1.5米。
結(jié)合圖3，和空氣傳感器CG[2]為一體的前置放大器是由電容C1、場效應(yīng)管T1、二極管D1以及靜態(tài)工作電阻R1、R2構(gòu)成的阻抗轉(zhuǎn)換電路，經(jīng)耦合電容C2連接電位器P1和集成電路芯片U1(AD693AD)構(gòu)成的電壓電流轉(zhuǎn)換電路而組成；電壓電流轉(zhuǎn)換電路的輸出為兩線制的標(biāo)準(zhǔn)電流信號，其輸出的跨度為4～20mA；B1為前置放大器的輸出插口。
結(jié)合圖4，由B2插口通過長線電纜連接前置放大器的輸出插口B1的濾波器是由電阻R3、電容C3構(gòu)成的簡單電流電壓轉(zhuǎn)換電路，連接A4、A5、A6三個運算放大器和電阻R4至R10以及電容C4至C8的電阻電容網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的低通濾波電路，經(jīng)耦合電容C9連接A1、A2、A3三個運算入大器和電阻R11至R20、電容C10、C11構(gòu)成的高通濾波電路，再經(jīng)耦合電容C12連接電阻R21、R22、R23和電位器P2以及運算放大器A7構(gòu)成的放大電路而組成的；由B3輸出插口通過電纜連接計算機系統(tǒng)的高速A/D轉(zhuǎn)換器上。
權(quán)利要求1.一種涉及鍋爐承壓管泄漏在線監(jiān)測儀，包括有高速A/D轉(zhuǎn)換器、計算機接口電路，微型計算機所構(gòu)成的計算機系統(tǒng)以及與計算機系統(tǒng)連接的報警、打印裝置，其特征在于聲導(dǎo)管[1]的入口端通過鍋爐墻體[3]位于被監(jiān)測的承壓管中心半徑為12米空間范圍內(nèi)，其出口端的正上方的法蘭盤[4]上安裝有空氣傳感器CG[[2]，空氣傳感器CG[2]連接前置放大器為一體，前置放大器的輸出插口B1通過電纜與濾波器的輸入插口B2連接，濾波器的輸出插口B3通過電纜與計算機系統(tǒng)的高速A/D轉(zhuǎn)換器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐承壓管泄漏在線監(jiān)測儀，其特征在于聲導(dǎo)管[1]為一彎管，聲導(dǎo)管[1]前部的軸向與垂直方向夾角α的最佳角度范圍在30°～90°其β角的最佳角度范圍在(180°-α)～180°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鍋爐承壓管泄漏在線監(jiān)測儀，其特征在于聲導(dǎo)管[1]在A點至B點之間開設(shè)有一清灰孔，A點的位置在聲導(dǎo)管[1]前部上側(cè)內(nèi)壁延伸線與其后部右側(cè)內(nèi)壁的交點處，B點的位置在聲導(dǎo)管[1]前部下側(cè)內(nèi)壁與鍋爐墻體[3]外側(cè)延伸線交點處。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鍋爐承壓管泄漏在線監(jiān)測儀，其特征在于聲導(dǎo)管[1]的外表面為光管，也可以為帶有擴展表面的肋片或者鰭片管來用于強化散熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鍋爐承壓管泄漏在線監(jiān)測儀，其特征在于聲導(dǎo)管[1]的最佳長度不小于1.5米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐承壓管泄漏在線監(jiān)測儀，其特征在于和空氣傳感器CG[2]為一體的前置放大器是由電容C1、場效應(yīng)管T1、二極管D1以及靜態(tài)工作電阻R1、R2構(gòu)成的阻抗轉(zhuǎn)換電路，經(jīng)耦合電容C2連接電位器D1和集成電路芯片U1構(gòu)成的電壓電流轉(zhuǎn)換電路而組成的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鍋爐承壓管泄漏在線監(jiān)測儀，其特征在于前置放大器中的電壓電流轉(zhuǎn)換電路的輸出為兩線制的標(biāo)準(zhǔn)電流信號，其輸出的跨度為4～20mA。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐承壓管泄漏在線監(jiān)測儀，其特征在于通過電纜連接在前置放大器的輸出插口B1的濾波器是由電阻R3、電容C3構(gòu)成的簡單電流電壓轉(zhuǎn)換電路，連接A4、A5、A6三個運算放大器和電阻R4至R10以及電路C4至C8的電阻電容網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的低通濾波電路，經(jīng)耦合電容C9連接A1、A2、A3三個運算放大器和電阻R11至R20、電容C10、C11構(gòu)成的高通濾波電路，再經(jīng)耦合電容C12連接電阻R21、R22、R23和電位器P2以及運算放大器A7構(gòu)成的放大電路而組成的。
專利摘要一種涉及鍋爐承壓管泄漏在線監(jiān)測儀，采用計算機技術(shù)對各通道的信號進行自動跟蹤、計算和處理；由于聲導(dǎo)管(1)采用清灰孔(在A至B點范圍內(nèi))和擴展表面的肋片或鰭片，解決了清理堵灰結(jié)焦以及強化散熱的問題；空氣傳感器(2)和前置放大器為一體并采用長線電纜之后連接濾波器，提高了本實用新型的監(jiān)測靈敏度和準(zhǔn)確度，擴大了采集泄漏信號的半徑空間，具有體積小，安裝方便，可操作性強的特點。
文檔編號G01M3/24GK2253829SQ9522221
公開日1997年5月7日 申請日期1995年9月8日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月8日
發(fā)明者解海龍, 王伯時, 朱景文, 閻科, 徐元哲, 王金銘, 張志國 申請人:東北電力學(xué)院, 吉林省電力工業(yè)局科技部, 吉林熱電廠