[发明专利]一种双模四通道汽轮机蒸汽湿度测量系统和方法

摘要

本发明公开了一种双模四通道汽轮机蒸汽湿度测量系统和方法，测量系统由信号处理及控制器、TE111模模块、TE011模模块、压力计和温度计组成；TE111模模块和TE011模块结构相同。测量方法为：计算没有水膜时双模式下的谐振频率理论值、各水膜厚度采样点及其频率偏移；对TE111模式的采样点进行线性拟合，对TE011模式的采样点进行曲线拟合；测量测量谐振腔与参考谐振腔在双模式下的谐振频率；计算湿蒸汽的相对介电常数；计算没有水膜时，测量谐振腔TE111模式的谐振频率；计算水膜在双模式引起的谐振频率偏移；由TE011模式谐振频率偏移求得蒸汽湿度。本发明采用四通道双模谐振模式工作，快速、准确测量湿蒸汽湿度，消除水膜厚度及环境温度引起的测量误差，提高湿度测量精度。

主权项

1.一种双模四通道汽轮机蒸汽湿度测量系统，其特征在于：包括信号处理及控制器(1)、TE111模式模块、TE011模式模块；所述TE111模式模块、TE011模式模块结构相同，分别在TE111模式和TE011模式下工作；所述信号处理及控制器(1)的相应控制输出端分别接TE111模式模块、TE011模式模块的相应输入端，其输入端分别接TE111模式模块、TE011模式模块的相应输出端；所述TE111模式模块由第一扫频信号源(2)、第一隔离器(3)、第一功率分配器(4)、第一测量谐振腔(6)、第一参考谐振腔(9)、第一参考通道和第一测量通道组成；所述第一扫频信号源(2)的输入端接信号处理及控制器(1)的相应输出端，在信号处理及控制器(1)控制下生成扫频信号，扫频信号经第一隔离器(3)输入第一功率分配器(4)，所述第一功率分配器(4)输出的第一路信号和第二路信号分别经第一测量通道和第一参考通道输出至信号处理及控制器(1)的相应输入端；所述第一测量通道由第一环形器(5)、第一检波器(7)组成；所述第一功率分配器(4)输出的一路信号依次经第一环形器(5)、第一检波器(7)输出至信号处理及控制器(1)的相应输入端，另一路信号输出至第一测量谐振腔(6)；所述第一参考通道由第二环形器(8)、第二检波器(10)组成；所述第二环形器(8)的相应输出端与第一参考谐振腔(9)连接；所述第一参考谐振腔(9)与第一测量谐振腔(6)的尺寸相同的圆柱波导谐振腔，所述第一参考谐振腔(9)为封闭腔，充满干饱和蒸汽；所述第一测量谐振腔(6)为非封闭腔，允许待测蒸汽自由通过；所述第一扫频信号源(2)的频率扫描范围由第一测量谐振腔(6)的半径、长度和工作模式决定；所述TE011模式模块由第二扫频信号源(11)、第二隔离器(12)、第二功率分配器(13)、第三环形器(14)、第三检波器(16)、第四环形器(17)、第四检波器(19)、第二测量谐振腔(15)、第二参考谐振腔(18)组成；所述第二扫频信号源的频率扫描范围由第二测量谐振腔(15)的半径、长度和工作模式决定。