專利名稱：氣固兩相流中物料流量測量裝置的制作方法
技術領域：
一種氣固兩相流中物料流量測量裝置，用于氣力輸送系統中測量氣固兩相流中的物料流量，屬于物理領域(G01F)。
目前，國內測量氣固兩相流中的物料流量，通常使用MLJ－3型煤粉／粉體流量計(由冶金部自動化研究所研制)，該流量計采用″積木式″組合結構，有流量傳感器、變送器及二次儀表組成，流量傳感器如

圖1所示，由外層套管(1)、極板(2)組成，一片極板裸露，另一片極板外裝有高絕緣性能的聚四氟乙烯作為極板間的絕緣，當物料顆粒通過電極所構成的空間電場時，使空間解電常數產生變化，因此產生一個微小的電容變化，用振蕩器來解調完成C→V變換、V→I變換，再由二次儀表顯示。
現有技術的不足之處在于由于聚四氟乙烯長期受到物料撞擊，極易磨損，一旦磨損，二極板之間形成短路，務必重換流量傳感器，使用壽命短；振蕩器△P變化不能過大，變送器測量范圍受到限制，流量計的測量范圍窄，物氣體積流量比一般只能達到120～110；變送器線路復雜，頻帶窄(1HZ～100HZ)，故障率高。
本實用新型的目的是克服現有技術的不足之處而提供一種氣固兩相流中物料流量測量裝置，其特征在于電極板(2)內圈裝有陶瓷管(5)，電極板(2)外層有絕緣層(3)，絕緣層(3)外裝外層套管(1)，在外層套管(1)壁上裝變送器(4)。
電容傳感器由圖2所示，電極的材料為金屬導體，一般常用紫銅、不銹鋼，由二塊半圓環板組成，其厚度為0.5～6mm，二塊半圓環板二端之間間距S為5～20mm。電極板(2)內裝有陶瓷管(5)，一般采用氧化鋁陶瓷材料，因為氧化鋁陶瓷具有機械強度高、熱膨脹系數小、抗震性強、耐磨等優點，厚度為3～8mm，陶瓷管(5)直徑與所測物體流量的管徑相同，電極板(2)外層有絕緣層(3)，可用橡膠、塑料，厚度為5～15mm，絕緣層(3)外裝有外層套管(1)，一般用鋼管，主要作用是和所測流量的管道緊固。當物料顆粒通過陶瓷管(5)時，由二塊半圓環板組成的電容傳感器C(電容)＝K (εS)/(d) ，K為常數，C與ε成正比，由于粉體流量密度不同而影響空間解電常數(ε)產生變化，然后經過變送器電路處理。
變送器電原理如圖4所示，它由電阻(R1、R2)、電容(Cx、Cr)、快速電子開關、電壓比較器組成的電壓轉換環節，由運算放大器，三極管組成的電流轉換環節，Cx為傳感器電容，由電容傳感器的電極板組成，Cr為參比電容，它們分別與R1、R2、K1、K2構成充放電電路。Cr、R2和比較器基準電平Vref決定電路的振蕩頻率。當接通電源時，Cx和Cr通過R1、R2充電，電平V1、V2按指數增長。因為線路中所選參比電容Cr比傳感器電容Cx的滿程值大，并且選R1與R2相等，所以V1首先達到比較電平Vref，于是比較器2(IC2)翻轉，輸出電平由低變高、當V2達到Vref時，比較器1(IC1)翻轉，電子開關K1、K2導通，Cx和Cr迅速放電，因此V1、V2又變為低電平，比較器2輸出低電平，完成了一次充放電周期，電容、電壓用脈沖電路來實現，實現了傳感器電容→電壓的變換，由于選用了匹配性良好的對件R1、R2、K1、K2、比較器1、比較器2等，所以具有良好的溫度補償作用，頻率響應寬，在0－11KHZ。一般R1、R2選用300KΩ～1MΩ，Cr選用50～200PF，R3選用10～50Ω，W選用100～680Ω，D1為穩壓二極管，D2為三極管(npn)，IC3為隔離放大，IC4與D2、W構成一恒流源電路，把A點的電平VA轉換為0～100mA的電流，送往二次儀表。
整個變送器體積小，電容、電壓、電流之間轉換穩定、可靠，由于變送器不容易飽和，動態范圍廣。只要Cr大于Cx，在氣固兩相流中物料流量測量裝置上就能充分測出物料流量，測量范圍寬；物氣比例可達120～10.5。當電容量達滿值，電流一分鐘內沒有變化，保持在最大值，說明管道堵塞；當電流在最小值，說明管道內無物料，所以通過氣固兩相流中物料流量測量裝置能顯示出管道暢通情況，達到動靜測量。
本實用新型的技術特征在于電極板(2)內裝有陶瓷管(5)，陶瓷耐磨度比塑料大20倍以上，電容轉換用脈沖電路來實現，轉換穩定、可靠。
圖1MLJ－3型煤粉／粉體流量計結構圖圖2氣固兩相流中物料流量測量裝置圖3電容傳感器截面圖圖4變送器電路示意圖下面結合實施例對本實用新型進一步加以說明1、用于煉鐵高爐噴煤管道上，將氣固兩相流中物料流量測量裝置裝在距熱風噴口約15米處，噴煤管道直徑50mm，所以氣固兩相流中物料流量測量裝置的陶瓷管(5)直徑為50mm，厚7mm，陶瓷管(5)長度與電容傳感器相同為420mm，將電容傳感器二端裝上法蘭盤，將電容傳感器嵌入噴煤管道的斷開段內，并將二組法蘭盤上的孔對準，用螺母螺栓緊固，使氣固兩相流中物料流量測量裝置成為噴煤管的一部分。極板(2)由二塊紫銅半圓環板制成，厚1mm，二塊半圓環板二端之間間距S為8mm，絕緣材料用聚四氟乙烯，厚12mm，最外層用鋼管。變送器裝在鋼管外壁上，將變送器的輸出端接到二次儀表(型號DXJ－2000)的輸入端，正常工作開始。通過二次儀表的記錄曲線，參照本裝置的煤粉標定曲線，進行數據處理，得出管道中煤粉的流量曲線，從而測定煤粉在高爐噴煤管中的流量。
在高爐出鐵口噴煤管道上裝一個物料流量測量裝置，南方冬天它所處溫度為35℃，在高爐出鐵口的另一側噴煤管道上裝一個物料流量測量裝置，在南方冬天它所處溫度為－5℃，對二個測量裝置測量結果進行比較，其煤粉流量的測量誤差小于±1％，因為變送器具有溫度補償作用，解決了外界溫度差異對物料流量測量裝置的影響。
2、用于水泥廠輸送管道上，將物料流量測量裝置裝在距管道終點約10米處，氧化鋁陶瓷管厚8mm、長500mm、直徑Φ75mm，使電容傳感器成為水泥輸送管道的一部分，極板(2)由二塊不銹鋼板制成，厚2.5mm，二塊不銹鋼的半圓環板二端之間間距S為10mm,絕緣材料用橡膠，厚15mm，最外層用鑄鐵管，變送器裝在鑄鐵管上，其二次儀表為普通熱工記錄儀表(型號DXJ－1000)，通過記錄曲線和本裝置的水泥標定曲線，得出管道中水泥的流量曲線。
當電流一分鐘內沒有變化，保持在最大值，說明管道堵塞、不暢通；當電流在最小值，說明管道內無物料，其它部件出現故障，通過氣固兩相流中物料流量測量裝置不僅能測出水泥量，還能顯示出管道暢通情況，便于檢修，保證整個系統正常運行。
本實用新型的優點在于1、結構緊湊，易于安裝，使用壽命長；2、測量范圍寬，物氣比例可達1:20－1:0.5；3、變送器具有溫度補償作用，頻率響應寬(0－11KHZ)。
權利要求1.一種氣固兩相流中物料流量測量裝置，由外層套管(1)、電極板(2)組成，其特征在于電極板(2)內裝有陶瓷管(5)，電極板(2)外層有絕緣層(3)，絕緣層(3)外裝外層套管(1)，在外層套管(1)壁上裝變送器(4)。
2.根據權利要求1所述的氣固兩相流中物料流量測量裝置，其特征在于變送器(4)由電阻(R1、R2)、電容(Cx、Cr)、快速電子開關、電壓比較器組成的電壓轉換環節，運算放大器，三極管組成的電流轉換環節。
3.根據權利要求1所述的氣固兩相流中物料流量測量裝置，其特征在于電極板(2)由二塊半圓環板組成，二塊半圓環板二端之間間距S為5～20mm。
專利摘要一種氣固兩相流中物料流量測量裝置，用于氣力輸送系統中測量氣固兩相流中的物料流量，屬于物理領域(G01F)，本實用新型由外層套管、絕緣層、電極板、陶瓷管組成的電容傳感器和電容轉為電流的變送器組成，將電容傳感器和變送器裝在需測物體流量的管道上，可由二次儀表準確、迅速地顯示物料流量，測量物氣比例可達1∶20～1∶0.5，變送器并具有溫度補償作用，頻率響應寬。
文檔編號G01F1/76GK2089618SQ91213289
公開日1991年11月27日 申請日期1991年3月6日 優先權日1991年3月6日
發明者李亞勝, 于一 申請人:南京電腦計量設備公司