[实用新型]一种煤粉浓度无源传感器装置

说明书

本实用新型公开了一种煤粉浓度无源传感器装置，该装置包括钨钴合金制成的探头本体、以及设于本体外周的陶瓷壳体；探头本体包括设于烟气管道内的温度传感器、压力传感器和风速传感器、以及信号处理装置。本实用新型的探头能耐煤炉高温，适用于锅炉内的工作温度。由于设有陶瓷外壳，显著提高其耐磨性，且不会影响煤粉浓度检测。信号处理基于多级放大，保证信号增益的效果和质量，通过实时反馈信号实现智能测量。

技术领域

本实用新型涉及冶金领域，具体地说涉及煤粉浓度无源传感器装置。

背景技术

在冶金领域，烟气管道煤粉浓度的测量一直是本领域技术人员致力解决的问题。煤粉浓度的测量可以采用多种方式，例如激光法、超声波法、电容法等，其中最常用的是基于两相流理论的压差法。

利用压差法测量火电厂一次风煤粉浓度对运行具有如下重要意义：1.可以防止炉膛火焰烧偏，防止冲涮水冷壁，防止磨损腐蚀；2.煤粉的分布决定燃烧火球的位置，决定了炉膛的燃烧温度分布；3.分管的浓度太高会造成赌管和喷嘴烧坏；如果能提供一次风浓度，可以为锅炉燃烧提供有效的算法。

实用新型内容

发明目的：本实用新型的目的是提供一种探头耐高温、耐磨、能实时传递数据，保证信号增益并防止相互干扰的煤粉浓度无源传感器装置。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型的一种煤粉浓度无源传感器装置，包括钨钴合金制成的探头本体、以及设于探头本体外周的陶瓷壳体；所述探头本体包括设于烟气管道内的温度传感器、压力传感器和风速传感器、以及信号处理装置；

所述信号处理装置包括处理器、将探头电压信号处理为电流信号的电压转电流电路、将电流信号放大幅度转化为电压信号的电流转电压电路、将电压信号截至32Hz的低通滤波电路、以及将交流变为直流信号的DC转换电路。

所述陶瓷壳体与探头本体接触面设有钨钴合金层，其具有极强耐磨性和耐高温性。其硬度在达到6-7级，吸水率低至千分之三，耐温可到1400摄氏度。

进一步地，所述电压转电流电路包括包括第一运放U1，与第一运放U1负相输入端连接的电阻R2，并连接到第一运放U1的输出端；第一运放U1输出端连接电流转电压电路。

具体地说，所述第一运放U1为CA3140运算放大器，该运算放大器第一引脚和第五引脚连接可调电位器。CA3140具有高阻抗输入，低温票，低的偏置电流低的特点。

进一步地，所述电流转电压电路包括第二运放U3、连接第二运放U3负相输入端的可调电位器，并连接输出端，与低通滤波电路连接。

具体地说，所述第二运放U3为OP07A运算放大器，该运算放大器的第三引脚与第一运放U1输出端连接，第二引脚连接可调电位器，并与第六引脚输出端相连。电流在电阻R5上形成电压通过OP07A，再通过电位器R34调节可以得到想要的电压。

进一步地，所述低通滤波电路包括第三运放U4和第四运放U5串联组合形成的滤波电路；所述第三运放U4和第四运放U5为OP07A运算放大器。现场来的信号是低频的缓慢变化的信号，这个低通滤截至频率在32HZ，它的目的是去除杂波保留现场的原始波形。

进一步地，所述DC转换电路包括第五运放U6和第六运放U7，所述第五运放U6的输出端设有并联的第一二极管D3和第二二极管D4，并连接至第六运放U7的负相输入端。第五运放U6和第六运放U7为OP07A运算放大器，通过第一二极管D3和第二二极管D4把交流转换为直流。在这里得到原始信号的幅度和形状。这个参数由中心处理器79F166采集运算。得出浓度的大小和是否赌管。

有益效果：本实用新型的探头能耐1400℃高温，适用于锅炉内的高温工作温度。由于设有陶瓷外壳，显著提高其耐磨性，且不会影响煤粉浓度检测。信号处理基于多级放大，保证信号增益的效果和质量，通过实时反馈信号实现智能测量。

附图说明