[实用新型]微波法高炉喷煤在线监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种煤粉浓度监测装置，尤其是一种微波法高炉喷煤在线监测装置。 

背景技术

掌握各风口喷吹的煤粉浓度对炼铁高炉正常燃烧运行具有极其重要的作用：煤粉浓度过大，则燃烧不充分、恶化料柱透气性，既浪费燃料又污染环境；煤粉浓度过小或不均匀，会造成炉内温度过低或炉内各方位温度不一致，时间一长，会使高炉运行失常。 

目前国内煤粉浓度监测装置大部分采用静电荷感应技术：由于粉尘颗粒与粉尘颗粒、粉尘颗粒与管道内壁、粉尘颗粒与过滤滤芯及粉尘颗粒与烟道气体的碰撞和摩擦，将使粉尘颗粒带上电荷，包括正、负极性电荷。当粉尘颗粒通过传感器探头附近时，根据电荷的正负相吸原理，传感器探头能够感应出对应的正负电荷，电荷在探头中的转移运动形成交流电流信号。通过对此电信号放大、运算处理，从而测量出粉尘浓度。 

采用静电荷感应技术的煤粉浓度监测装置对煤粉浓度有一定的要求，如果浓度过低或者过高，则会导致测量的信号不准确，而且灵敏度低。 

微波法高炉喷煤浓度在线监测装置通过多普勒原理来监测煤粉浓度及堵塞情况。另外微波具有无需接触物体即可检测、抗干扰性强等特性；微波的使用能保证穿透传感器内部的材料，准确测量管道内煤粉浓度。现有的微波法高炉喷煤浓度在线监测装置的底座一般四边形，体积大、重量重；另外微波法源发送接收头与焊接孔之间的连接孔的直径较大，因此输送煤粉的管道与焊接孔之间的间隙较大，导致管道与底座之间焊接不牢固，造成浓度传感器安装位置的紊流、涡流，从而降低煤粉的检测精度。 

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有的微波法高炉喷煤浓度在线监测装置存在的上述缺陷，提出了对其底座进行改进的传感器装置。 

本实用新型是采用以下的技术方案实现的：一种喷煤法高炉喷煤在线监测装置，包括外壳，外壳的内部固定有电路板，电路板的底部连接微波源发送接收头，外壳的底部固定连接底座，底座的下部设有焊接孔，微波源发送接收头与焊接孔之间通过微波探测孔连通，其中，所述的底座呈圆柱形，焊接孔在底座内径向贯穿，焊接孔的两开口处的径向对应两侧切有平面，微波探测孔的直径为20-25mm，即其直径略大于微波源发送接收头的尺寸。 

本实用新型中，所述的底座与外壳之间通过螺纹连接，也可以通过螺栓或其他方式固定。 

该装置使用时，首先将煤粉输送管道设置在底座的焊接孔内，并通过焊接方式将煤粉输送管道固定在底座上，微波源发送接收头垂直于煤粉输送管道，通过微波探测孔来监测煤粉输送管道中的煤粉浓度。 

本实用新型的有益效果是：采用的圆形底座大大减轻了监测装置的重量，使煤粉输送管道能够牢固焊接在底座上，减少了浓度传感器即微波源发射接收头安装位置的紊流、涡流，使测量值更加真实可靠。 

附图说明

图1为本实用新型的剖视图； 

图2为本实用新型的仰视图。 

具体实施方式

如图1所示，微波法高炉喷煤浓度在线监测装置包括外壳3、信号采集器和底座10。其中外壳3为不锈钢钢管，其上端通过螺纹连接方式与上盖2连接，上盖2的上表面中部设有锁线接线口1，其用于固定连接导线，外壳3的下端固定连接有底座10，底座10与外壳3之间通过螺纹方式连接。信号采集器安装在外壳3内，包括微波源发射接收头12和电子元件，电子元件焊接在电路板5上，电路板5上设有电路板固定支架4，固定支架4通过螺丝6与外壳3固定连接。微波源发射接收头12固定在电路板的下端。微波源发射接收头12垂直于底座10安装，通过陶瓷密封片11将微波源发射接收头12与介质隔离，形成非接触测量，防止煤粉磨损微波源发射接收头。底座10呈圆柱形，底座10内沿其径向贯穿有焊接孔8，焊接孔8用于放置煤粉输送管道。焊接孔8与微波源发射接收头12之间设置微波探测孔7，微波源发射接收头12通过微波探测孔7监测煤粉输送管道内的煤粉浓度。微波探测孔7垂直于焊接孔8，微波探测孔7的直径为20-25mm，要保证其直径等于或略大于微波微波源发射接收头12的尺寸。如图2所示，焊接孔8两开口处的径向对应两侧均切有平面9，以便于煤粉输送管道的焊接。 

微波法高炉喷煤浓度在线监测装置可以同时检测煤粉浓度和煤粉速度两个测量参数。 

由微波源Wb产生的微波，经微波源发射接收头发射和接收。微波在发射和接收过程中，被煤粉损耗；煤粉浓度越高，微波损耗越大，微波的损耗与煤粉浓度成比例。通过采集发射微波和接收微波之差，可得到微波损耗，从而得知煤粉浓度。煤粉浓度大小由煤粉量和送风量两个因素决定，通过检测风速便知送风量。 

风速测量采用“微波多谱勒”原理，发射的微波频率和遇到运动物体返回的微波频率之差的大小与运动物体和微波发射头的距离成比例关系。距离越近，微波频率越高；距离越远， 微波频率越低。通过采集多谱勒频率，便知煤粉流速，自动补偿了风速对煤粉浓度的影响。将测量的煤粉浓度和煤粉速度两个信号运算后，输出AC0.4V交流信号。经放大处理后，输出直流电压信号DC4V。通过电压电流转换器输出模拟电流信号4-20mA，然后通过PLC/DCS计算机或经RS232、RS485数据通讯接口进工控机或平板电脑，显示喷煤浓度。