[实用新型]一种用于蒸汽在线湿度测量的压力补偿微波谐振腔

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于蒸汽在线湿度测量的压力补偿微波谐振腔，属测试技术领域。

背景技术

湿蒸汽广泛存在于火电站凝汽式汽轮机低压缸的末几级和水冷堆核电汽轮机的全部级，湿蒸汽的存在主要给汽轮机的运行带来两方面的问题：一是由于蒸汽的非平衡流动带来的热力学损失、湿汽损失、水滴与主流的相对流动和水滴与叶片的撞击等会引起工作在湿蒸汽区的汽轮机级效率降低；二是湿蒸汽中的小水滴会侵蚀汽轮机的叶片，使叶片表面变得粗糙，出现凹坑，乃至断裂，严重影响汽轮机的安全运行。汽轮机排汽湿度的精准测定，有助于了解湿度的分布，确定叶片加强防护的方式和位置，确保机组的安全运行；帮助确定湿蒸汽区级效率乃至整个机组效率，优化机组的经济运行；同时为湿蒸汽区汽轮机级的优化设计提供指导，并给湿蒸汽的形成机理和方式的研究提供帮助。因此，汽轮机内蒸汽湿度的准确测量具有重要的理论意义和实用价值。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于蒸汽在线湿度测量的压力补偿微波谐振腔，它具有结构简单、加工方便、测量精度高等特点。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种用于蒸汽在线湿度测量的压力补偿微波谐振腔，包括谐振腔主体，谐振腔主体内设有圆柱形腔室，谐振腔主体的左端设有与圆柱形腔室相连通的左端栅格隔离器，在谐振腔主体的右端设有与圆柱形腔室相连通的右端栅格隔离器，谐振腔主体与左端栅格隔离器具有谐振频率调节及自动压力补偿功能的连接结构：左端栅格隔离器外壁为与圆柱形腔室相适配的圆柱形，在左端栅格隔离器外壁中部设有环形凸台，左端栅格隔离器的右端部滑配于圆柱形腔室内，环形凸台右端面与谐振腔主体左端面之间设有弹性垫圈，谐振腔主体设有左端外螺纹，还包括左端螺纹连接件，左端螺纹连接件的右端部设有与谐振腔主体左端外螺纹相适配的左端螺纹连接件内螺纹孔，左端螺纹连接件内螺纹孔的左端设有可使环形凸台左右滑动的环形滑槽，环形滑槽的左端设有左端栅格隔离器滑配连接孔，环左端螺纹连接件左端面均布多个轴向通孔，通孔、环形滑槽和环形凸台左端面构成容积随蒸汽压力正相关变化的压力补偿室，圆柱形腔室内壁、右端栅格隔离器的左端面和左端栅格隔离器的右端面构成腔体轴长随蒸汽压力负相关变化的谐振腔，谐振腔侧壁设有耦合件安装孔。

本实用新型进一步改进在于：

右端栅格隔离器与左端栅格隔离器结构相同，右端栅格隔离器通过右端螺纹连接件与谐振腔主体的右端连接，谐振腔主体设有右端外螺纹，右端螺纹连接件的左端设有与谐振腔主体右端外螺纹相适配的右端螺纹连接件内螺纹孔，右端螺纹连接件内螺纹孔的右侧设有右端栅格隔离器滑配连接孔。

左端螺纹连接件和右端螺纹连接件的外端部均为相对称的楔形。

左端栅格隔离器和右端栅格隔离器的结构为：包括三个同心薄壁圆筒，三个圆筒通过四个间隔90°角的径向薄壁板固定连接。

左端螺纹连接件的通孔为三个圆周角为60°的扇形孔。

谐振腔主体、左端栅格隔离器、右端栅格隔离器、左端螺纹连接件、右端螺纹连接件和弹性垫圈均为低膨胀系数的相同材质。

测量机理：

在一定压力、温度下，湿蒸汽的湿度不同其介电常数也不同，而且两者一一对应，介电常数的变化会影响谐振腔的谐振频率，因此，可以通过测量谐振频率即可间接测量蒸汽湿度。谐振腔一般采用易于加工的圆柱形谐振腔，如果谐振腔的结构、尺寸一定，当湿蒸汽的压力和温度已知时，湿蒸汽湿度不同，其介电特性不同，当湿蒸汽流过谐振腔，谐振腔的谐振频率会发生相应的变化，通过监测湿蒸汽的压力、温度和谐振腔的谐振频率的变化，就可以间接得到湿蒸汽的湿度变化。

在测量过程中，当不同流速的湿蒸气流过谐振腔时，由于蒸汽的粘性耗散加热，谐振腔的温度会发生变化，且流速越大，腔体温度变化越大，腔体在热胀的作用下，尺寸发生变化，进而引起谐振频率变化，影响蒸汽湿度的测量。因此，需要设计一种跟随流速变化，利用滞止压力，实现自动调整腔体有效尺寸，减少腔体变形的压力补偿微波谐振腔，以提高测量的精确性和准确性。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：