专利名称：锅炉承压管泄漏在线监测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种锅炉水冷壁、省煤器、过热器、再热器受热面的锅炉承压管泄漏在线监测仪。
目前火力发电厂中发电机、电气设备以及汽轮机的事故发生率不断下降，影响发电机组可用率的主要问题反映在锅炉由于承压管泄漏而造成的非计划停机，因此发电机组迫切需要对锅炉承压管泄漏进行在线监测。现有技术“管道泄漏自动报警装置”(见中国专利ZL94226766.4)，虽然提出了一种解决管道泄漏的测量方案，利用信号采集管与水平面的倾斜角来防止堵灰问题，其传感器安装于信号采集管出口端的垂直于轴线方向上，由此可以看出在锅炉承压管在线监测上，还没有提出具体解决信号采集管(即声导管)的清理堵灰结焦及强化散热和进一步提高监测灵敏度、扩大采集泄漏信号半径空间问题。
本实用新型的目的是为解决上述问题而提供一种特别适用于锅炉承压管泄漏在线监测仪。
本实用新型是由声导管、空气传感器、前置放大器、滤波器和高速A/D转换器、计算机接口电路、微型计算机所构成的计算机系统以及与计算机系统连接的报警、打印装置而组成的。其中声导管的入口端位于被监测的承压管中心半径12米空间范围内，其出口端的正上方的法兰盘上安装有空气传感器CG，空气传感器CG连接前置放大器为一体，前置放大器的输出端通过电缆与滤波器的输入端连接，滤波器的输出端通过电缆与计算机系统的高速A/D转换器连接。本实用新型的工作原理是通过多个通道的声导管采集锅炉承压管泄漏信号，经对应的空气传感器将获取的振动信号转换为较弱的电信号，然后送入前置放大器中的阻抗变换电路使信号的特性转变为前置放大器中的下一级电压电流转换电路所能接受的信号，再通过电压电流转换电路将电压信号转化为便于长线电缆传输的电流信号，通过电缆送至滤波器中的低通滤波电路中，去掉不需要的高频信号，然后再经滤波器的下一级高通滤波电路阻塞信号中无用的低频信号，使保留一定频带宽度的有用信号送入滤波器中最后一级放大电路中去，对应多个通道声导管的滤波器中的放大电路分别把信号幅值调整到适当标准，集中供给计算机系统中的高速A/D转换器，转换为数字信号后再通过计算机接口电路供给微型计算机读取、计算、处理并输出到显示终端和打印绘图、报警等外部设备中去。
本实用新型由于声导管采用清灰孔和扩展表面的肋片或者鳍片，解决了声导管清理堵灰结焦以及强化散热的问题；采用空气传感器和前置放大器连为一体并直接安装在声导管出口端的正上方的法兰盘上，以及采用长线电缆之后连接滤波器，提高了本实用新型的监测灵敏度和准确度，扩大了空气传感器采集泄漏信号的半径空间；采用计算机技术对各通道的信号进行自动跟踪、计算、处理、具有体积小、安装方便、可操作性强的特点。
以下结合附图以单个通道为例对本实用新型做进一步说明
图1为本实用新型的原理流程框图；图2为本实用新型的声导管和连接空气传感器的示意图；图3为本实用新型的前置放大器电路原理图；图4为本实用新型的滤波器电路原理图；结合图1，一种涉及锅炉承压管泄漏在线监测仪是由声导管[1]、空气传感器CG[2]、前置放大器、滤波器以及由本领域工程技术人员熟知的技术—高速A/D转换器、计算机接口电路、微型计算机所构成的计算机系统和报警、打印装置而组成的。
结合图2，本实用新型的声导管[1]是由金属或非金属材料制成的，其入口端通过锅炉墙体[3]位于被监测的承压管中心半径12米空间范围内，出口端的正上方的法兰盘[4]上安装有空气传感器CG[2]；声导管[1]为一弯管，其前部的轴向与垂直方向夹角α的最佳角度范围在30°～90°，其β角的最佳角度范围在(180°-α)～180°；声导管[1]在A点至B点之间开设有一清灰孔，A点的位置在声导管[1]前部上侧内壁延伸线与其后部右侧内壁的交点处，B点的位置在声导管[1]前部下侧内壁与锅炉墙体[3]外侧延伸线交点处。清灰孔上有一活动遮盖物，采用套管形式或其它形式均可；声导管[1]的外表面为光管，也可以为带有扩展表面的肋片或鳍片管来用于强化散热；声导管[1]的最佳长度不小于1.5米。
结合图3，和空气传感器CG[2]为一体的前置放大器是由电容C1、场效应管T1、二极管D1以及静态工作电阻R1、R2构成的阻抗转换电路，经耦合电容C2连接电位器P1和集成电路芯片U1(AD693AD)构成的电压电流转换电路而组成；电压电流转换电路的输出为两线制的标准电流信号，其输出的跨度为4～20mA；B1为前置放大器的输出插口。
结合图4，由B2插口通过长线电缆连接前置放大器的输出插口B1的滤波器是由电阻R3、电容C3构成的简单电流电压转换电路，连接A4、A5、A6三个运算放大器和电阻R4至R10以及电容C4至C8的电阻电容网络构成的低通滤波电路，经耦合电容C9连接A1、A2、A3三个运算入大器和电阻R11至R20、电容C10、C11构成的高通滤波电路，再经耦合电容C12连接电阻R21、R22、R23和电位器P2以及运算放大器A7构成的放大电路而组成的；由B3输出插口通过电缆连接计算机系统的高速A/D转换器上。
权利要求1.一种涉及锅炉承压管泄漏在线监测仪，包括有高速A/D转换器、计算机接口电路，微型计算机所构成的计算机系统以及与计算机系统连接的报警、打印装置，其特征在于声导管[1]的入口端通过锅炉墙体[3]位于被监测的承压管中心半径为12米空间范围内，其出口端的正上方的法兰盘[4]上安装有空气传感器CG[[2]，空气传感器CG[2]连接前置放大器为一体，前置放大器的输出插口B1通过电缆与滤波器的输入插口B2连接，滤波器的输出插口B3通过电缆与计算机系统的高速A/D转换器连接。
2.根据权利要求1所述的锅炉承压管泄漏在线监测仪，其特征在于声导管[1]为一弯管，声导管[1]前部的轴向与垂直方向夹角α的最佳角度范围在30°～90°其β角的最佳角度范围在(180°-α)～180°。
3.根据权利要求1或2所述的锅炉承压管泄漏在线监测仪，其特征在于声导管[1]在A点至B点之间开设有一清灰孔，A点的位置在声导管[1]前部上侧内壁延伸线与其后部右侧内壁的交点处，B点的位置在声导管[1]前部下侧内壁与锅炉墙体[3]外侧延伸线交点处。
4.根据权利要求1或2所述的锅炉承压管泄漏在线监测仪，其特征在于声导管[1]的外表面为光管，也可以为带有扩展表面的肋片或者鳍片管来用于强化散热。
5.根据权利要求1或2所述的锅炉承压管泄漏在线监测仪，其特征在于声导管[1]的最佳长度不小于1.5米。
6.根据权利要求1所述的锅炉承压管泄漏在线监测仪，其特征在于和空气传感器CG[2]为一体的前置放大器是由电容C1、场效应管T1、二极管D1以及静态工作电阻R1、R2构成的阻抗转换电路，经耦合电容C2连接电位器D1和集成电路芯片U1构成的电压电流转换电路而组成的。
7.根据权利要求6所述的锅炉承压管泄漏在线监测仪，其特征在于前置放大器中的电压电流转换电路的输出为两线制的标准电流信号，其输出的跨度为4～20mA。
8.根据权利要求1所述的锅炉承压管泄漏在线监测仪，其特征在于通过电缆连接在前置放大器的输出插口B1的滤波器是由电阻R3、电容C3构成的简单电流电压转换电路，连接A4、A5、A6三个运算放大器和电阻R4至R10以及电路C4至C8的电阻电容网络构成的低通滤波电路，经耦合电容C9连接A1、A2、A3三个运算放大器和电阻R11至R20、电容C10、C11构成的高通滤波电路，再经耦合电容C12连接电阻R21、R22、R23和电位器P2以及运算放大器A7构成的放大电路而组成的。
专利摘要一种涉及锅炉承压管泄漏在线监测仪，采用计算机技术对各通道的信号进行自动跟踪、计算和处理；由于声导管(1)采用清灰孔(在A至B点范围内)和扩展表面的肋片或鳍片，解决了清理堵灰结焦以及强化散热的问题；空气传感器(2)和前置放大器为一体并采用长线电缆之后连接滤波器，提高了本实用新型的监测灵敏度和准确度，扩大了采集泄漏信号的半径空间，具有体积小，安装方便，可操作性强的特点。
文档编号G01M3/24GK2253829SQ9522221
公开日1997年5月7日 申请日期1995年9月8日 优先权日1995年9月8日
发明者解海龙, 王伯时, 朱景文, 阎科, 徐元哲, 王金铭, 张志国 申请人:东北电力学院, 吉林省电力工业局科技部, 吉林热电厂