專利名稱：兩相流固相濃度檢測儀的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種用于測量氣固兩相流中固相濃度的儀器，屬于熱工測量技術領域。
氣固兩相流動廣泛存在于工業生產的許多領域，如火電廠鍋爐的煤粉輸送及噴吹系統、水泥廠水泥粉料的輸送系統等等。現有能連續計量的測試方法主要有兩類一類是光學測試方法，它僅適用于固相濃度非常低的稀相系統；另一類是電學測試方法，它適用于固相濃度高的場合。對于煤粉噴吹系統，由于其固相濃度既不高又不太低，故上述光學法和已有的電學法都無法測量其固相濃度。
本實用新型的目的在于針對現有技術的不足，提供一種能適用于煤粉噴吹系統中固相濃度測量的儀器。
本實用新型采用電學測試方法中的電容測量基本原理，再采用具有補償特性的測量振蕩電路，從而提高測量靈敏度和穩定性，以便能適用于煤粉噴吹系統中固相濃度的測量。本實用新型可由傳感器、振蕩器、解調器和頻率—電壓(F-V)轉換器組成，其特點是振蕩器采用具有補償特性的振蕩電路，由測量振蕩器、補償振蕩器和混頻器構成，傳感器的輸出端接測量振蕩器的振蕩回路，兩個振蕩器的輸出端接混頻器的兩個對稱輸入端，混頻器的輸出端通過解調器與F-V轉換器的輸入端連接。測量振蕩器和補償振蕩器發出的電磁波經混頻器混頻后，得到一個差頻信號，它經過解調器濾去高頻成分，再經過F-V轉換器變成電壓信號輸出。
本實用新型與現有技術相比，具有靈敏度和穩定性好等特點，可以適用于煤粉噴吹系統的固相濃度較低的氣固二相流的測量。由于兩個振蕩器的特性相同，當傳感器未放入氣固兩相流場時，兩個振蕩器發出相同頻率的電磁波，混頻器無差頻電磁波輸出，故振蕩器內部由各種不穩定因素引起的頻率漂移相互抵消。當傳感器進入測量的氣固兩相流場時，混頻器輸出差頻信號Δf，該信號僅僅取決于被測量空間中固相濃度的變化，因此測量穩定性好。由于混頻器輸出的差頻信號與振蕩器的固有頻率無關，故輸出電壓的相對變化率大，即靈敏度高。


圖1為本實用新型的方框結構示意圖；圖2為傳感器結構示意圖；圖3為實施方案的電路原理圖。
本實用新型可采用附圖所示的方案實現。圖1中的傳感器1可采用圖2所示的結構，其他電路可采用圖3所示的方案。傳感器1采用低損耗、高穩定和對被測流場干擾小的結構，其電容量可為10～20PF，可由高頻陶瓷管、銅管、鋼絲和絕緣膠木構成，高頻陶瓷管12、連接銅管13、測量銅管14和鋼絲16之間采用同軸結構，鋼絲16為軸心，絕緣膠木11和15既起固定作用又起密封作用，其中11與連接銅管13相連，15與測量銅管14相連，連接銅管13與測量銅管14連接；17為測量敏感區，鋼絲16可以選用Φ1mm的不銹鋼針。為了降低損耗和減小對被測流場的干擾，高頻陶瓷管12與連接銅管13的直徑之比可以為1∶6～8，絕緣膠木采用玻璃纖維膠木塊。測量振蕩器2和補償振蕩器3要求各項性能相同，所用元件需經篩選，以便能一一對應。特別是振蕩回路的元件，應盡可能保證高性能，例如與傳感器電容C1對稱的電容C2采用溫度系數低的云母電容，振蕩管T1和T2采用高輸入阻抗的場效應管，振蕩線圈L1和L′1采用高頻瓷為骨架的無磁芯線圈。測量振蕩器2和補償振蕩器3均可采用改進的電容三點式振蕩電路，混頻器4可采用現有的對稱輸入型混頻電路，解調器5可采用脈沖型濾波電路，F-V轉換器6可采用現有的常規電路。混頻器4的輸出端與解調器5的輸入端之間采用同軸電纜S連接，為使同軸電纜能同時傳遞直流電和交流測量信號，在混頻器的輸出端與同軸電纜S之間串接電容C3、在混頻器電源與同軸電纜S之間串接電感L3，在同軸電纜S與解調器輸入端之間接有電容C4和電感L4，分別起隔離交流信號與隔離直流信號的作用，從而讓供電電源與部分信號轉換電路(解調器、F-V轉換器)都能遠離測試現場，使測量與信號處理更為便利。
權利要求1.一種用于測量氣固兩相流中固相濃度的兩相流固相濃度檢測儀，由傳感器、振蕩器、解調器和頻率—電壓(F-V)轉換器組成，其特征在于振蕩器采用具有補償特性的振蕩電路，由測量振蕩器、補償振蕩器、混頻器構成，傳感器的輸出端接測量振蕩器的振蕩回路，兩個振蕩器的輸出端接混頻器的兩個對稱輸入端，混頻器的輸出端通過解調器與F—V轉換器的輸入端連接。
2.根據權利要求1所述的兩相流固相濃度檢測儀，其特征在于傳感器由高頻陶瓷管、銅管、鋼絲和絕緣膠木構成，高頻陶瓷管(12)，連接銅管(13)、測量銅管(14)和鋼絲(16)之間采用同軸結構，，鋼絲(16)為軸心。
3.根據權利要求1所述的兩相流固相濃度檢測儀，其特征在于高頻陶瓷管(12)與連接銅管(13)的直徑之比為1∶6～8。
4.根據權利要求1所述的兩相流固相濃度檢測儀，其特征在于混頻器(4)的輸出端與解調器(5)的輸入端之間采用同軸電纜連接，并在混頻器的輸出端與同軸電纜S之間串接電容C3，在混頻器電源與同軸電纜S之間串接電感L3，在同軸電纜S與解調器輸入端之間接有電容C4和電感L4。
專利摘要兩相流固相濃度檢測儀是一種適用于煤粉噴吹系統中固相濃度測量的儀器，由傳感器、振蕩器、解調器和F-V轉換器組成，其特點是振蕩器采用具有補償特性的振蕩電路，由測量振蕩器、補償振蕩器和混頻器構成，傳感器的輸出端接測量振蕩器的振蕩回路，兩個振蕩器的輸出端接混頻器的兩個對稱輸入端，混頻器的輸出端通過解調器與F-V轉換器的輸入端連接，具有檢測靈敏度高、穩定性好的特點。
文檔編號G01N27/22GK2249899SQ9524039
公開日1997年3月19日 申請日期1995年8月25日 優先權日1995年8月25日
發明者歸柯庭, 施明恒 申請人:東南大學