专利名称：存煤量传感器的制作方法
技术领域：
存煤量传感器技术领域[0001]本实用新型涉及传感器技术领域，尤其是涉及一种用于火力发电厂球磨机制粉系统的存煤量传感器。
背景技术：
[0002]目前，火力发电厂球磨机制粉系统的自动控制问题，长期以来一直未能很好解决， 其关键之一是球磨机滚筒中的存煤量的测量比较困难。多年来，球磨机内存煤量的检测一直是个难题，构成这一难题的主要因素有三个1.没有一种直接测量手段；2.找不到一个可信的过程量作为标定的依据；3.每一种可能的间接测量方法都受到很多其它因素的调制且这些调制因素本身仍存有不确定性。以往常采用的方法有用滚筒出入口差压信号来反映存煤量变化，但这种方法动态响应慢，且该信号还受到流过滚筒的风量、风压和温度等因素的影响，可靠性差。[0003]公开号是CN1836784的中国实用新型专利，
公开日是2006年9月27日，实用新型创造名称为“一种火电厂筒式钢球磨煤机的内存煤量检测方法”，该实用新型公开了一种利用声音传感器检测球磨机内存煤量的方法，其采用两个声音传感器同时测量球磨机筒体噪声和背景噪声，以消除背景噪声带来的干扰；采取提取特征频段内能量的方法，将与内存煤量信息无关的噪声滤除。该方法的测量灵敏度和准确度都有待提高。实用新型内容[0004]有鉴于此，有必要针对背景技术提到的问题，提供一种能够更准确地检测到球磨机滚筒中的存煤量的存煤量传感器。[0005]本实用新型是通过以下技术方案实现的[0006]一种存煤量传感器，其包括顺序信号连接的一加速度传感器模块、一信号调理模块、一模数转换模块、一数字信号处理器及一数模转换及信号调理模块，还包括一电源模块，其为所述加速度传感器模块、信号调理模块、模数转换模块、数字信号处理器、数模转换及信号调理模块供电，所述加速度传感器连接于磨煤机支承轴上。[0007]所述加速度传感器采用直流24V供电，其输出mV级电压信号。[0008]所述信号调理模块是一个电压放大电路。[0009]所述模数转换模块是一个AD采样电路，其采用16位精度的AD芯片。[0010]所述加速度传感器与一拨码开关和一观察指示灯电路连接。[0011]与现有技术相比，本实用新型具备如下优点本实用新型通过测量轴承振动加速度获得存煤量的新型传感器，实现了对振动信号的连续实时的分析与处理，即所谓的“并行”工作方式，而大大不同与以前程序的“串行”工作方式，这样一来可以更真实地反映客观的特征信号。
[0012]图1是本实用新型实施例的模块结构示意图。
具体实施方式
[0013]如图1所示，本实用新型实施例之存煤量传感器包括一电源、一加速度传感器、一信号调理模块、一模数转换模块、一数字信号处理器、一数模转换及信号调理模块。所述电源与所述加速度传感器模块、信号调理模块、模数转换模块、数字信号处理器、数模转换及信号调理模块电连接，为这些模块供电。加速度传感器模块、信号调理模块、模数转换模块、 数字信号处理器、数模转换及信号调理模块顺序信号连接。[0014]所述加速度传感器安装在磨煤机支撑轴上，所述加速度传感器采用直流24V供电，其输出mV级电压信号，并将该电压信号传输至所述信号调理模块，该mV级电压信号是磨煤机支承轴的振动加速度信号。[0015]所述信号调理模块是一个电压放大电路，其收到加速度传感器的电压信号后，进行信号滤波，然后进行电压放大。[0016]所述模数转换模块是一个AD采样电路，其采用16位高精度的AD芯片对信号放大后的电压信号进行采集，并将该电压信号转换成数字信号。[0017]所述数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)对模数转换后的数字信号做快速傅立叶变换(FFT)，并将所选频带内的功率进行积分，多次处理后进行平均，求出存煤量数据信号的平均值。本实施例中，所述数字信号处理器采用DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)芯片。[0018]所述数模转换及信号调理模块是一 DA (数/模)转换电路，其将数字信号处理器所得的存煤量数据信号通过DA芯片转换成电压信号，再通过一电压转电流电路输出4-20mA 电流信号，该电流信号即为存煤量信号。[0019]实验与分析表明，通过测量磨煤机的支承轴的轴承振动加速度获得存煤量的方法是目前情况下可行的一种间接测量方法。这种测量方法不可例外地也会受到其它因素的干扰如磨煤电机引入的振动、变速箱齿轮啮合引入的振动、风机引入的振动、通过输煤管与风粉管引入的来自其它子系统的振动等，即使来自磨桶内的振动也包括了钢球与衬板的碰撞、钢球之间的碰撞、煤与钢球和煤与衬板的碰撞等，但相比于剔除其它受耦合的过程量而言，在收集充分数据的前提下，这些额外振动还是相对容易滤除的。[0020]与存煤量相关性最大的是钢球与衬板碰撞的能量，分析多次试验结果，可以认定这些能量主要分布在2KHz 士 IKHz的范围内。幸运的是，磨煤电机、排粉风机、变速箱的震动能量基本上在该频段以外。也就是说如果能在2KHz士 IKHz范围内限定一个能动态补偿磨损等因素影响的区域，再给予较好的滤波，则应能达到可用于控制的测量精度。加速度传感器的检测范围超过2KHz士 ΙΚΗζ，是要在检测到的振动数据中对IKHz 3KHz范围内数据进行分析。[0021]存煤量特征信号传感器将从磨煤机支撑轴上采集的特征信号由DSP芯片做快速傅立叶变换(FFT)，并将所选频带内的功率进行积分，一百多次处理后进行平均，最后通过电流环输出平均的结果。[0022]该存煤量传感器在程序架构上也做了重大改变，实现了对振动信号的连续实时的分析与处理，即所谓的“并行”工作方式，而大大不同与以前程序的“串行”工作方式，这样一来可以更真实地反映客观的特征信号。[0023] 该存煤量传感器在出厂缺省设置下就可基本满足大部分的应用，只要保证加速度探头输出的信号在幅度上和干扰信号方面不至于差异过大，基本可以达到“即插即用”的效果。为了达到最佳效果，可在现场通过设置拨码开关和观察指示灯进行参数的修正和调整， 可变换探头的安装位置进行尝试。建议在接近空磨的情况下，即信号接近最大时进行调试。
权利要求1.一种存煤量传感器，其特征在于其包括顺序信号连接的一加速度传感器模块、一信号调理模块、一模数转换模块、一数字信号处理器及一数模转换及信号调理模块，还包括一电源模块，其为所述加速度传感器模块、信号调理模块、模数转换模块、数字信号处理器、 数模转换及信号调理模块供电，所述加速度传感器连接于磨煤机支承轴上。
2.根据权利要求1所述的存煤量传感器，其特征在于所述加速度传感器采用直流MV 供电，其输出mV级电压信号。
3.根据权利要求1所述的存煤量传感器，其特征在于所述信号调理模块是一个电压放大电路。
4.根据权利要求1所述的存煤量传感器，其特征在于所述模数转换模块是一个AD采样电路，其采用16位精度的AD芯片。
5.根据权利要求1至4任一所述的存煤量传感器，其特征在于所述加速度传感器与一拨码开关和一观察指示灯电路连接。
专利摘要本实用新型提供一种存煤量传感器，其包括顺序信号连接的一加速度传感器模块、一信号调理模块、一模数转换模块、一数字信号处理器及一数模转换及信号调理模块，还包括一电源模块，其为所述加速度传感器模块、信号调理模块、模数转换模块、数字信号处理器、数模转换及信号调理模块供电，所述加速度传感器连接于磨煤机支承轴上。本实用新型通过测量轴承振动加速度获得存煤量的新型传感器，实现了对振动信号的连续实时的分析与处理，即所谓的“并行”工作方式，而大大不同与以前程序的“串行”工作方式，这样一来可以更真实地反映客观的特征信号。
文档编号G01D21/00GK202304883SQ20112042806
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月2日 优先权日2011年11月2日
发明者区松平, 张红美, 沈彩虹, 游景玉, 王清和 申请人:广东亚仿科技股份有限公司