[发明专利]测量锅炉飞灰含碳量的传感器及其用途

说明书

本发明涉及二种测量锅炉飞灰含碳量的传感器及其用途，属于微波测量传感技术领域。

火力发电厂燃煤锅炉燃烧效率高低的一个重要标志是飞灰的含碳量，含碳量低说明燃烧效率高。目前火力发电厂普遍应用的是采样烧灼法，即从采集的锅炉飞灰样品中取出1克放在高温炉中焙烧2小时，烧掉其中的碳，由称重法测出样品的含碳量。该法的缺点是取样代表性差，时间长，不能实现实时在线测量。近年来，国内有些发电厂开始采用WCT-2型微波测碳仪，它的传感器部分是由一对传输喇叭和位于它们中间的一个石英管组成的。石英管用来采集锅炉飞灰样品。锅炉飞灰样品的含碳量越多，微波信号在两个传输喇叭之间的传输损耗就越大，据此可测定锅炉飞灰样品的含碳量。在实际应用中，该测量装置存在着测量灵敏度不高，石英管堵灰带来维护困难，不能实现实时在线测量等缺点。

本发明的目的在于提供一种克服了背景技术具有的缺点的，由带加载窗的微波谐振腔构成的测量锅炉飞灰含碳量的传感器。

本发明的另一个目的在于提供一种由含活塞的带加载窗的微波谐振腔构成的测量锅炉飞灰含碳量的传感器。

本发明的另一个目的在于提供一种上述传感器的用途，用上述传感器对锅炉飞灰含碳量进行静态测量。

本发明的另一个目的在于提供一种在作上述静态测量时需用到的样品盒。

本发明的另一个目的在于提供另一种上述传感器的用途，用上述传感器对锅炉飞灰含碳量进行实时在线测量。

本发明的另一个目的在于提供一条在作上述静态或实时在线量时需用到的谐振指示器读数-锅炉飞灰含碳量关系曲线。

图1是本发明涉及的传感器(原型)的剖视图，其中(1)是腔体，(3)是加载窗，(4)是隔离片，(5)是微波输入口，(6)是微波输出口。

图2是本发明涉及的传感器的一种变型，含活塞的传感器的剖视图，其中(2)是活塞。

图3是本发明涉及的传感器的附件，样品盒的剖视图，其中(7)是盒壁，(8)是贮灰腔，(9)是盒底。

图4是用本发明涉及的传感器作锅炉飞灰样品含碳量的静态测量的示意图，其中(10)是锅炉飞灰样品，(11)是微波信号源，(12)是信号隔离器，(13)是电平衰减器，(14)是检波器，(15)是直流放大器，(16)是谐振指示器。

图5是用本发明涉及的传感器作锅炉飞灰含碳量的实时在线测量的示意图，其中(17)是下灰管道，(18)是采样孔。

图6是谐振指示器读数-锅炉飞灰含碳量关系曲线。

本发明涉及的传感器是由腔体(1)，加载窗(3)，隔离片(4)，微波输入口(5)，微波输出口(6)组成。腔体(1)是一个由铜或铝等金属材料制成的，圆柱形的，谐振频率在X波段(8500-10,000MHz)的，内径和高度分别为25-28mm和45-50mm的微波谐振腔。腔体(1)的侧壁开有微波输入口(5)，其对面侧壁开有微波输出口(6)。微波输入口(5)和微波输出口(6)的直径均为4-6mm。腔体(1)的顶壁开有加载窗(3)，顶壁厚度和加载窗(3)的直径分别为0.5-1.5mm和5-10mm。隔离片(4)是厚度为0.1-1.0mm的，由耐250℃高温的高频介质如高频陶瓷制成的，盖住加载窗(3)的圆形薄片。

样品盒是本发明涉及的传感器的附件，由盒壁(7)，贮灰腔(8)，盒底(9)组成。盒壁(7)是一段由铜或铝等金属材料制成的，高度和内径分别为40-50mm和10-12mm的，其上半段加工成上宽下窄的漏斗状的圆形管子。贮灰腔(8)是盒壁(7)包围的空间。盒底(9)是厚度为0.05-0.2mm的高频介质如涤纶之类材料制成的薄片，并粘附于盒壁(7)下端，封住开口。

本发明涉及的传感器的一种用途是用该传感器来静态测量锅炉飞灰样品的含碳量。为此，传感器应垂直(顶面朝上)放置，通过微波输入口(5)和微波输出口(6)与微波测量电路连接：微波信号源(11)，信号隔离器(12)和电平衰减器(13)通过微波波导管与微波输入口(5)连接，检波器(14)，直流放大器(15)和谐振指示器(16)通过微波波导管与微波输出口(6)连接。微波信号源(11)是频率在X波段内可调的微被信号发生器。谐振指示器(16)是线性直流电压表或电流表，标度均匀标成100格。一只空样品盒放在传感器的顶面上，样品盒与传感器的中心轴线彼此重合。隔离片(4)可去除不，由盒底(9)代替。

测量操作步骤：