[发明专利]一种化学链燃烧过程金属载氧体检测装置及方法

说明书

本发明属于气固多相流参数检测的技术领域，尤其涉及一种化学链燃烧过程金属载氧体检测装置及方法。该检测装置包括：激励线圈、巨磁电阻检测阵列、线圈激励模块、信号调理模块、微处理器和计算机；巨磁电阻检测阵列由上下游两组排列在测量区域四周的巨磁电阻传感器组成，巨磁电阻传感器与信号调理模块连接；微处理器与信号调理模块、线圈激励模块和计算机连接；线圈激励模块还与激励线圈连接。该检测装置及方法结构简单，成本低，灵敏度高，非侵入，可实现化学链燃烧过程金属载氧体浓度分布和速度分布的实时检测；可实现混合颗粒中金属载氧体流动参数的测量。

技术领域

本发明属于气固多相流参数检测的技术领域，尤其涉及一种化学链燃烧过程金属载氧体检测装置及方法。

背景技术

在我国目前的电力生产技术中，煤炭作为一种固体燃料，仍占据着主导地位，同时也是温室气体CO₂和有害气体NOx排放的主要来源。化学链燃烧技术是在煤的燃烧过程中，利用金属氧化物等载氧体代替空气，与煤在燃料反应器中发生氧化还原反应，使燃料煤不与空气发生直接接触，可以提高煤的燃烧效率，减少温室气体CO₂和有害气体NOx的排放量，进而降低温室效应和环境污染。因此，对化学链燃烧过程中载氧体的检测是提高化学链燃烧效率的重要部分。

传统的金属载氧体测量方法存在灵敏度低、检测范围窄、抗干扰能力差的缺陷，且测量装置价格昂贵，急需对金属载氧体测量的方法和装置进行改进。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种化学链燃烧过程金属载氧体检测装置，所述检测装置包括：激励线圈、巨磁电阻检测阵列、线圈激励模块、信号调理模块、微处理器和计算机；

所述巨磁电阻检测阵列由上下游两组排列在测量区域四周的巨磁电阻传感器组成，所述巨磁电阻传感器与所述信号调理模块连接；

所述微处理器与所述信号调理模块、所述线圈激励模块和所述计算机连接；

所述线圈激励模块还与所述激励线圈连接。

所述激励线圈有两组，由金属导线缠绕而成，两组所述激励线圈的间距与所述激励线圈的半径相同。

每组所述巨磁电阻检测阵列中所述巨磁电阻传感器的数量和布置方式根据测量精度的要求进行调整；且上下游巨磁电阻检测阵列的间距为10～30mm。

一种采用上述装置的化学链燃烧过程金属载氧体检测方法，所述方法包括如下步骤：

S1，利用巨磁电阻检测阵列检测测量区域内金属载氧体的电导率或磁导率分布的变化造成的磁场改变，得到巨磁电阻传感器输出信号；

S2，由信号调理模块中的仪表放大器将所述输出信号放大，并由信号调理模块对所述输出信号进行滤波，得到信号调理模块输出信号；

S3，微处理器提取所述信号调理模块输出信号的特征参数，根据所述特征参数计算化学链燃烧过程金属载氧体的浓度分布和速度分布，并将所述浓度分布和所述速度分布送到计算机进行显示。

所述方法还包括：线圈激励模块根据微处理器的指令产生线圈激励信号，使所述激励线圈之间产生均匀分布的磁场，从而使巨磁电阻传感器工作在线性区。

使用所述检测方法测量混合颗粒中金属载氧体流动参数。

本发明的有益效果在于：

提供了一种基于巨磁电阻的化学链燃烧过程金属载氧体检测装置及方法；该检测装置结构简单，成本低，灵敏度高，非侵入，可实现化学链燃烧过程金属载氧体浓度分布和速度分布的实时检测；可实现混合颗粒中金属载氧体流动参数的测量，为进一步改进化学链燃烧过程的装置设计和运行参数提供依据。

附图说明

图1为基于巨磁电阻的化学链燃烧过程金属载氧体检测装置结构示意图；