[实用新型]微波测碳仪的波导型传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种利用微波测量大型工业锅炉飞灰中含碳量的微波测量传感器。

背景技术

在已有技术中，中国专利86201833提出了一种“微波测碳仪”，参见图5，其中的微波传感器由一个方盒子(11)和设在该方盒子中的喇叭型发射天线(12)和接收天线(13)及一个灰样管(14)构成，所述的发射天线和接收天线的喇叭口相对，灰样管(14)设在发射天线与接收天线相对的喇叭口中间，并且上下两端垂直穿出方盒子，其上端与飞灰取样设备(15)相接，其下端与锁气排灰机(16)相接；所述的发射天线通过一个波导管(19)从右穿出方盒子与微波发生器(17)相接，接收天线通过另一个波导管(20)从左穿出方盒子与微波检波器(18)相接。锅炉的飞灰通过配置在锅炉烟道上的飞灰取样设备进入灰样管，锁气排灰机根据灰面高度检测器给出的结果规律地将飞灰不断地排出，以保证灰样管中的飞灰具有实时性；微波传感器的工作原理是：由微波发生器发出的微波通过波导管进入方盒子，由发射天线发射出去，发射出来的微波经过灰样管时，灰样管中的飞灰碳颗粒则对微波能量有较大的吸收，被碳颗粒吸收后剩余的微波由接收天线接收，再通过波导管送给微波检波器，由微波检波器输出一个与灰样管中含碳量有关的电压信号送给后续电路处理。该传感器的主要缺点是：发射天线与接收天线的喇叭口较大，致使在方盒子中的被测灰样管段尺寸较长(一般大于12厘米)，因此，从飞灰取样设备下落的飞灰必须达到足够量才能充满这段被测管段，又由于灰样管一般都是采用石英玻璃管，无法进行加热和振动，潮湿的飞灰(尤其在冬季)很容易粘结在灰样管壁上，从而形成堵灰，使整个测量中断。

发明内容

本实用新型的目的是针对已有技术中的缺点，提供一种能使被测管段大大缩短的用于微波测碳仪的波导型传感器。

为实现上述目的，本实用新型的解决方案是：它包括一个波导管，在该波导管E面的中部设有一个垂直穿插的灰样管，在以该灰样管为轴的波导管两端，轴对称设有一对同轴波导转换器，用于完成与微波发生器和微波检波器的信号连接，该对同轴波导转换器之间的距离为微波波长的偶数倍，所述波导管两头的端面通过微波短路板封闭，。

通过上述改进，避免了喇叭型发射与接收天线的使用，用波导管直接完成微波的发射与接收，使得灰样管的被测段可以缩短到波导管H面的高度(一般不超过5厘米)，从而消除灰样管的堵灰现象。

附图说明

图1、本实用新型的整体结构示意图。

图2、图1的俯视图。

图3、本实用新型的整体结构示意图之二。

图4、图3的俯视图。

图5、已有传感器的结构及工作示意图。

具体实施方式

参见图1、2，序号(1)是所述的波导管，该波导管从中部截为两段，所述的灰样管(2)设在该截断部位，并且与波导管的E面垂直，该截断部位的上、下和前、后设有两对微波吸收材料板(3)、(4)和(5)、(6)，它们以胶粘的方式，贴附在波导管的外管壁上，对截断部位形成封闭。该波导管的截断部位形成了两个相对的开口，该开口就相当于微波发射天线和微波接收天线；微波吸收材料板(3)、(4)、(5)、(6)可以吸收散射到发射天线开口以外的微波能量，以免其形成反射波而影响测量信号与含碳量的线性变化。所述波导管(1)两头的端面通过微波短路板(9)、(10)封闭，以灰样管(2)为轴，在波导管(1)的两端轴对称设有一对同轴波导转换器(7)、(8)。所述的同轴波导转换器是一个波导管与电缆的转换连接器件，其中一个同轴波导转换器与微波源相接，另一个与检波器相接，采用该同轴波导转换器可以减小传感器的外围尺寸。同轴波导转换器(7)、(8)之间的距离为微波波长的偶数倍，以保证被测飞灰的等效阻抗与电缆匹配。图中序号(21)是一个灰样管的金属护管，该护管紧配合套在灰样管上部，其上端通过一个柔性胶管与所述飞灰取样设备的下灰导管相接，灰样管的下部通过法兰结构与所述锁气排灰机上接导管(22)相接，所述的下灰导管和上接导管上均设有敲击器或振动器，每隔一个时间间隔敲击或振动一次，以免堵灰。在护管(21)上设有灰面高度检测器，它由发光器(23)和光敏接收器(24)组成，当灰面高于发光器时，发光器发出的光被飞灰遮挡，这时，光敏接收器输出排灰信号，反之，给出停止排灰的信号。通过上述实施例可以进一步看出，被测灰样管段与波导管的H面高度一样，从而大大缩短了被测管段的长度。

参见图3、4，所述灰样管(2)也可以直接垂直穿插在波导管(1)E面的中部，即在波导管E面中部的上下端面上开有与灰样管直径配合的孔，灰样管(2)通过该孔垂直穿插在波导管(1)上。采用该结构可使传感器的结构更加简单，易于制作。