专利名称：两相流固相浓度检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种用于测量气固两相流中固相浓度的仪器，属于热工测量技术领域。
气固两相流动广泛存在于工业生产的许多领域，如火电厂锅炉的煤粉输送及喷吹系统、水泥厂水泥粉料的输送系统等等。现有能连续计量的测试方法主要有两类一类是光学测试方法，它仅适用于固相浓度非常低的稀相系统；另一类是电学测试方法，它适用于固相浓度高的场合。对于煤粉喷吹系统，由于其固相浓度既不高又不太低，故上述光学法和已有的电学法都无法测量其固相浓度。
本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种能适用于煤粉喷吹系统中固相浓度测量的仪器。
本实用新型采用电学测试方法中的电容测量基本原理，再采用具有补偿特性的测量振荡电路，从而提高测量灵敏度和稳定性，以便能适用于煤粉喷吹系统中固相浓度的测量。本实用新型可由传感器、振荡器、解调器和频率—电压(F-V)转换器组成，其特点是振荡器采用具有补偿特性的振荡电路，由测量振荡器、补偿振荡器和混频器构成，传感器的输出端接测量振荡器的振荡回路，两个振荡器的输出端接混频器的两个对称输入端，混频器的输出端通过解调器与F-V转换器的输入端连接。测量振荡器和补偿振荡器发出的电磁波经混频器混频后，得到一个差频信号，它经过解调器滤去高频成分，再经过F-V转换器变成电压信号输出。
本实用新型与现有技术相比，具有灵敏度和稳定性好等特点，可以适用于煤粉喷吹系统的固相浓度较低的气固二相流的测量。由于两个振荡器的特性相同，当传感器未放入气固两相流场时，两个振荡器发出相同频率的电磁波，混频器无差频电磁波输出，故振荡器内部由各种不稳定因素引起的频率漂移相互抵消。当传感器进入测量的气固两相流场时，混频器输出差频信号Δf，该信号仅仅取决于被测量空间中固相浓度的变化，因此测量稳定性好。由于混频器输出的差频信号与振荡器的固有频率无关，故输出电压的相对变化率大，即灵敏度高。
图1为本实用新型的方框结构示意图；图2为传感器结构示意图；图3为实施方案的电路原理图。
本实用新型可采用附图所示的方案实现。图1中的传感器1可采用图2所示的结构，其他电路可采用图3所示的方案。传感器1采用低损耗、高稳定和对被测流场干扰小的结构，其电容量可为10～20PF，可由高频陶瓷管、铜管、钢丝和绝缘胶木构成，高频陶瓷管12、连接铜管13、测量铜管14和钢丝16之间采用同轴结构，钢丝16为轴心，绝缘胶木11和15既起固定作用又起密封作用，其中11与连接铜管13相连，15与测量铜管14相连，连接铜管13与测量铜管14连接；17为测量敏感区，钢丝16可以选用Φ1mm的不锈钢针。为了降低损耗和减小对被测流场的干扰，高频陶瓷管12与连接铜管13的直径之比可以为1∶6～8，绝缘胶木采用玻璃纤维胶木块。测量振荡器2和补偿振荡器3要求各项性能相同，所用元件需经筛选，以便能一一对应。特别是振荡回路的元件，应尽可能保证高性能，例如与传感器电容C1对称的电容C2采用温度系数低的云母电容，振荡管T1和T2采用高输入阻抗的场效应管，振荡线圈L1和L′1采用高频瓷为骨架的无磁芯线圈。测量振荡器2和补偿振荡器3均可采用改进的电容三点式振荡电路，混频器4可采用现有的对称输入型混频电路，解调器5可采用脉冲型滤波电路，F-V转换器6可采用现有的常规电路。混频器4的输出端与解调器5的输入端之间采用同轴电缆S连接，为使同轴电缆能同时传递直流电和交流测量信号，在混频器的输出端与同轴电缆S之间串接电容C3、在混频器电源与同轴电缆S之间串接电感L3，在同轴电缆S与解调器输入端之间接有电容C4和电感L4，分别起隔离交流信号与隔离直流信号的作用，从而让供电电源与部分信号转换电路(解调器、F-V转换器)都能远离测试现场，使测量与信号处理更为便利。
权利要求1.一种用于测量气固两相流中固相浓度的两相流固相浓度检测仪，由传感器、振荡器、解调器和频率—电压(F-V)转换器组成，其特征在于振荡器采用具有补偿特性的振荡电路，由测量振荡器、补偿振荡器、混频器构成，传感器的输出端接测量振荡器的振荡回路，两个振荡器的输出端接混频器的两个对称输入端，混频器的输出端通过解调器与F—V转换器的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的两相流固相浓度检测仪，其特征在于传感器由高频陶瓷管、铜管、钢丝和绝缘胶木构成，高频陶瓷管(12)，连接铜管(13)、测量铜管(14)和钢丝(16)之间采用同轴结构，，钢丝(16)为轴心。
3.根据权利要求1所述的两相流固相浓度检测仪，其特征在于高频陶瓷管(12)与连接铜管(13)的直径之比为1∶6～8。
4.根据权利要求1所述的两相流固相浓度检测仪，其特征在于混频器(4)的输出端与解调器(5)的输入端之间采用同轴电缆连接，并在混频器的输出端与同轴电缆S之间串接电容C3，在混频器电源与同轴电缆S之间串接电感L3，在同轴电缆S与解调器输入端之间接有电容C4和电感L4。
专利摘要两相流固相浓度检测仪是一种适用于煤粉喷吹系统中固相浓度测量的仪器，由传感器、振荡器、解调器和F-V转换器组成，其特点是振荡器采用具有补偿特性的振荡电路，由测量振荡器、补偿振荡器和混频器构成，传感器的输出端接测量振荡器的振荡回路，两个振荡器的输出端接混频器的两个对称输入端，混频器的输出端通过解调器与F-V转换器的输入端连接，具有检测灵敏度高、稳定性好的特点。
文档编号G01N27/22GK2249899SQ9524039
公开日1997年3月19日 申请日期1995年8月25日 优先权日1995年8月25日
发明者归柯庭, 施明恒 申请人:东南大学