一種用于蒸汽在線濕度測量的壓力補償微波諧振腔的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于蒸汽在線濕度測量的壓力補償微波諧振腔，屬測試技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]濕蒸汽廣泛存在于火電站凝汽式汽輪機低壓缸的末幾級和水冷堆核電汽輪機的全部級，濕蒸汽的存在主要給汽輪機的運行帶來兩方面的問題:一是由于蒸汽的非平衡流動帶來的熱力學(xué)損失、濕汽損失、水滴與主流的相對流動和水滴與葉片的撞擊等會引起工作在濕蒸汽區(qū)的汽輪機級效率降低;二是濕蒸汽中的小水滴會侵蝕汽輪機的葉片，使葉片表面變得粗糙，出現(xiàn)凹坑，乃至斷裂，嚴(yán)重影響汽輪機的安全運行。汽輪機排汽濕度的精準(zhǔn)測定，有助于了解濕度的分布，確定葉片加強防護(hù)的方式和位置，確保機組的安全運行;幫助確定濕蒸汽區(qū)級效率乃至整個機組效率，優(yōu)化機組的經(jīng)濟(jì)運行；同時為濕蒸汽區(qū)汽輪機級的優(yōu)化設(shè)計提供指導(dǎo)，并給濕蒸汽的形成機理和方式的研究提供幫助。因此，汽輪機內(nèi)蒸汽濕度的準(zhǔn)確測量具有重要的理論意義和實用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種用于蒸汽在線濕度測量的壓力補償微波諧振腔，它具有結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、測量精度高等特點。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:
一種用于蒸汽在線濕度測量的壓力補償微波諧振腔，包括諧振腔主體，諧振腔主體內(nèi)設(shè)有圓柱形腔室，諧振腔主體的左端設(shè)有與圓柱形腔室相連通的左端柵格隔離器，在諧振腔主體的右端設(shè)有與圓柱形腔室相連通的右端柵格隔離器，諧振腔主體與左端柵格隔離器具有諧振頻率調(diào)節(jié)及自動壓力補償功能的連接結(jié)構(gòu):左端柵格隔離器外壁為與圓柱形腔室相適配的圓柱形，在左端柵格隔離器外壁中部設(shè)有環(huán)形凸臺，左端柵格隔離器的右端部滑配于圓柱形腔室內(nèi)，環(huán)形凸臺右端面與諧振腔主體左端面之間設(shè)有彈性墊圈，諧振腔主體設(shè)有左端外螺紋，還包括左端螺紋連接件，左端螺紋連接件的右端部設(shè)有與諧振腔主體左端外螺紋相適配的左端螺紋連接件內(nèi)螺紋孔，左端螺紋連接件內(nèi)螺紋孔的左端設(shè)有可使環(huán)形凸臺左右滑動的環(huán)形滑槽，環(huán)形滑槽的左端設(shè)有左端柵格隔離器滑配連接孔，環(huán)左端螺紋連接件左端面均布多個軸向通孔，通孔、環(huán)形滑槽和環(huán)形凸臺左端面構(gòu)成容積隨蒸汽壓力正相關(guān)變化的壓力補償室，圓柱形腔室內(nèi)壁、右端柵格隔離器的左端面和左端柵格隔離器的右端面構(gòu)成腔體軸長隨蒸汽壓力負(fù)相關(guān)變化的諧振腔，諧振腔側(cè)壁設(shè)有耦合件安裝孔。
[0005]本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于:
右端柵格隔離器與左端柵格隔離器結(jié)構(gòu)相同，右端柵格隔離器通過右端螺紋連接件與諧振腔主體的右端連接，諧振腔主體設(shè)有右端外螺紋，右端螺紋連接件的左端設(shè)有與諧振腔主體右端外螺紋相適配的右端螺紋連接件內(nèi)螺紋孔，右端螺紋連接件內(nèi)螺紋孔的右側(cè)設(shè)有右端柵格隔離器滑配連接孔。
[0006]左端螺紋連接件和右端螺紋連接件的外端部均為相對稱的楔形。
[0007]左端柵格隔離器和右端柵格隔離器的結(jié)構(gòu)為:包括三個同心薄壁圓筒，三個圓筒通過四個間隔90°角的徑向薄壁板固定連接。
[0008]左端螺紋連接件的通孔為三個圓周角為60°的扇形孔。
[0009]諧振腔主體、左端柵格隔離器、右端柵格隔離器、左端螺紋連接件、右端螺紋連接件和彈性墊圈均為低膨脹系數(shù)的相同材質(zhì)。
[0010]測量機理:
在一定壓力、溫度下，濕蒸汽的濕度不同其介電常數(shù)也不同，而且兩者一一對應(yīng)，介電常數(shù)的變化會影響諧振腔的諧振頻率，因此，可以通過測量諧振頻率即可間接測量蒸汽濕度。諧振腔一般采用易于加工的圓柱形諧振腔，如果諧振腔的結(jié)構(gòu)、尺寸一定，當(dāng)濕蒸汽的壓力和溫度已知時，濕蒸汽濕度不同，其介電特性不同，當(dāng)濕蒸汽流過諧振腔，諧振腔的諧振頻率會發(fā)生相應(yīng)的變化，通過監(jiān)測濕蒸汽的壓力、溫度和諧振腔的諧振頻率的變化，就可以間接得到濕蒸汽的濕度變化。
[0011 ]在測量過程中，當(dāng)不同流速的濕蒸氣流過諧振腔時，由于蒸汽的粘性耗散加熱，諧振腔的溫度會發(fā)生變化，且流速越大，腔體溫度變化越大，腔體在熱脹的作用下，尺寸發(fā)生變化，進(jìn)而引起諧振頻率變化，影響蒸汽濕度的測量。因此，需要設(shè)計一種跟隨流速變化，利用滯止壓力，實現(xiàn)自動調(diào)整腔體有效尺寸，減少腔體變形的壓力補償微波諧振腔，以提高測量的精確性和準(zhǔn)確性。
[0012]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:
本發(fā)明包括諧振腔主體，諧振腔主體內(nèi)設(shè)有圓柱形腔室，左端柵格隔離器外壁為與圓柱形腔室相適配的圓柱形，在左端柵格隔離器外壁中部設(shè)有環(huán)形凸臺，左端柵格隔離器的右端部滑配于圓柱形腔室內(nèi)，環(huán)形凸臺右端面與諧振腔主體左端面之間設(shè)有彈性墊圈，諧振腔主體設(shè)有左端外螺紋，還包括左端螺紋連接件，左端螺紋連接件的右端部設(shè)有與諧振腔主體左端外螺紋相適配的左端螺紋連接件內(nèi)螺紋孔，左端螺紋連接件內(nèi)螺紋孔的左端設(shè)有可使環(huán)形凸臺左右滑動的環(huán)形滑槽，環(huán)形滑槽的左端設(shè)有左端柵格隔離器滑配連接孔，圓柱形腔室內(nèi)壁、右端柵格隔離器的左端面和左端柵格隔離器的右端面構(gòu)成腔體軸長隨蒸汽壓力負(fù)相關(guān)變化的諧振腔，此種結(jié)構(gòu)可通過旋緊或旋松左端螺紋連接件可使彈性墊圈壓縮或伸展，可使環(huán)形凸臺在環(huán)形滑槽內(nèi)左右滑動，從而改變諧振腔的軸向長度，以實現(xiàn)對工作頻率的調(diào)節(jié);環(huán)左端螺紋連接件左端面均布多個軸向通孔，通孔、環(huán)形滑槽和環(huán)形凸臺左端面構(gòu)成容積隨蒸汽壓力正相關(guān)變化的壓力補償室，當(dāng)待測蒸汽由左端柵格隔離器進(jìn)入諧振腔和壓力補償室時，壓力的變化反映在對環(huán)形凸臺的作用力上，從而反映在環(huán)形凸臺在環(huán)形滑槽內(nèi)位移的大小，進(jìn)而引起諧振腔的軸向長度的變化，以補償腔體熱膨脹對諧振頻率的影響，提高了測量精度，右端柵格隔離器與左端柵格隔離器結(jié)構(gòu)相同，左端螺紋連接件和右端螺紋連接件的外端部均為相對稱的楔形，可使進(jìn)出諧振腔的濕蒸汽兩相流參數(shù)與主流參數(shù)一致，最大限度地減少測量偏差;左端柵格隔離器和右端柵格隔離器的結(jié)構(gòu)為:包括三個同心薄壁圓筒，三個圓筒通過四個間隔90°角的徑向薄壁板固定連接，當(dāng)柵格間隙尺寸小于諧振腔內(nèi)微波波長時，可以實現(xiàn)對微波的隔離，保證諧振腔具有較高的品質(zhì)因數(shù)。它具有結(jié)構(gòu)簡單、加工方便，配合測量電路，可用于對流動濕蒸汽濕度進(jìn)行高精度在線測量。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1中諧振腔主體的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是圖1中左端螺紋連接件的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是圖3的左視圖；
圖5是圖1中右端螺紋連接件的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是圖1中右端柵格隔離器或左端柵格隔離器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7是圖6的左視圖。
[0014]在附圖中:1、諧振腔主體；1-1、圓柱形腔室；1-2、耦合件安裝孔；1-3、諧振腔主體的左端外螺紋；1-4、諧振腔主體的右端外螺紋；1-5、諧振腔;3、左端柵格隔離器;3-1、左端柵格隔離器外壁上的環(huán)形凸臺；3-2、圓筒；3-3、徑向薄壁板;4、右端柵格隔離器;5、左端螺紋連接件;5-1、左端螺紋連接件的內(nèi)螺紋孔;5-2、左端螺紋連接件的環(huán)形滑槽;5-3、左端螺紋連接件的左端柵格隔離器滑配連接孔;5-4、左端螺紋連接件的通孔;6、彈性墊圈；7、右端螺紋連接件;7-1、右端螺紋連接件的內(nèi)螺紋孔;7-2、右端螺紋連接件的右端柵格隔離器滑配連接孔。
【具體實施方式】
[0015]下面將結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0016]由圖1-7所示的實施例可知，本實施例包括諧振腔主體I，諧振腔主體I內(nèi)設(shè)有圓柱形腔室1-1，諧振腔主體I的左端設(shè)有與圓柱形腔室1