[其他]一种电容式煤粉浓度测试仪

说明书

本实用新型是一种煤粉浓度测量装置。

火力发电厂、钢铁冶炼厂等广泛使用煤粉燃烧。合理的配风是煤粉高效燃烧的前提，配风的大小是用燃烧参数煤粉浓度来描述的，煤粉浓度是指每立方米空气中含有多少公斤的煤粉。煤粉浓度测试仪是强化煤粉气流着火与燃烧，保证工艺产品的产率与质量，合理设计煤粉输送管道，改善炉内结渣和高温腐蚀、保证热力设备安全经济运行和节约能源所必需的测试装置。1984年，日本研制出了一种电容式煤粉浓度测试仪（文献高炉の微粉炭流量そ测定する相关式粉体流量计，富士时报，Vol，57No4    1984），它是利用两个半圆电极套在一个绝缘管的外面，当煤粉流过绝缘管时，两个半圆电极电容量会随着煤粉浓度的变化而变化，然后将这种变化转换为电信号而显示出来，但这种电容式煤粉浓度测试仪只能测定管径小于或等于50毫米的高炉输粉管路中的煤粉浓度，而且测量精度低。

本实用新型的目的是设计一种电容式煤粉浓度测试仪，能测定管径小于或等于450毫米输粉管路中的煤粉浓度，具有系统简单、测量精度高的特点。

本实用新型是根据以下原理实现的：

由于空气与煤粉介电常数数值不同，当煤粉气流通过煤粉浓度感受器时，其电容量会随着煤粉浓度的变化而变化。因此，通过测定煤粉浓度感受器的电容量的变化，就可以知道煤粉浓度的大小。

本实用新型的测试装置由煤粉浓度感受器、变频器、数字频率计、微机组成。煤粉浓度感受器由两层或两层以上的套管组成，根据一次风管的直径和煤粉在管内分布的均匀性决定套管的层数。

附图1是本实用新型的测试装置图。

附图2是两层套管结构式的煤粉浓度感受器。

附图3是变频器结构图。

附图4是本实用新型的一个实施例的煤粉浓度与电容量的频率变化值的关系图。

下面结合附图对本实用新型的结构和原理作详细的说明。

附图1中，（1）是煤粉浓度感受器、（2）是变频器、（3）是数字频率计、（4）是微机。

附图2中，（5）是外套管、可以通过法兰（8）与一次风管相连，（6）是内套管，外套管（5）和内套管（6）为圆筒形套管，（7）是支承内套管（6）的绝缘支架，外套管（5）、内套管（6）组成电容器的两个电极，当煤粉气流通过时，煤粉浓度感受器（1）的电容量就会随着煤粉浓度的变化而变化，电容量的频率信号经变频器（2）由低频变为高频，用数字频率计（3）进行监控，然后将电容量的频率信号送入微机，进行打印、监控，并转化为煤粉浓度量显示出来。

附图3中，（9）是上比较器、（10）是下比较器、（11）是触发器、（12）是输出级、（13）是晶体及储存器。晶体及储存器（13）并接在煤粉浓度感受器（1）上；煤粉浓度感受器（1）的电压输出端分别与上比较器（9）、下比较器（10）的输入端，以及晶体管T的集电极相连；上比较器（9）、下比较器（10）的输出送入触发器（11），触发器（11）的状态控制晶体管T的开与关，晶体管T的发射极接地，触发器（11）的输出端与晶体管T的基极相连。开机后，电压V经电阻R向煤粉浓度感受器（1）充电，其电压不断上升，当煤粉浓度感受器（1）的电压大于上比较器（9）阀值电压2／3V时，上比较器（9）使触发器（11）翻转，输出低电平，经输出级（12）提高承载能力，并使晶体管T导通，煤粉浓度感受器（1）通过晶体管T放电，其电压下降到小于下比较器（10）阀值电压1／3V时，下比较器（10）使触发器（11）转换为高电平输出，并使晶体管T关闭，煤粉浓度感受器（1）又开始重新充电，重复上述过程形成振荡器。调整电阻R的阻值和煤粉浓度感受器（1）的电容量，迫使电路振荡频率为晶体频率，当煤粉浓度感受器（1）的电容量随煤粉浓度变化时，可对频率起微调作用，建立煤粉浓度与电容量的频率变化值的关系。

由此可见，选择合适的电源电压和变频器基准频率，本实用新型可测定大管径输粉管路的煤粉浓度以及其他弱导电性的气－固和液－固两相流体的浓度。

附图4中，△H是电容量的频率变化值（赫兹）、μ是煤粉浓度（公斤每立方米），输粉管路管径为450毫米，煤粉浓度测试仪的基准频率是701396赫兹，则煤粉浓度μ与电容量的频率变化值△H成线性关系。