專利名稱：環(huán)形傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種傳感器，特別涉及一種用于煤粉流程檢測系 統(tǒng)中的環(huán)形傳感器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有用于測量煤粉流的傳感器多數(shù)采用探針式傳感器，這樣他們 只提取探針附近區(qū)域內(nèi)的煤粉信息，如果煤粉剛好沒有從探針附近經(jīng) 過，測得的信號將4艮微弱，甚至沒有信號，此時(shí)測出的結(jié)果是不準(zhǔn)確
的，測量不具代表性。 一臺磨煤機(jī)的8條輸煤管道的取樣時(shí)間往往需 要花幾個(gè)小時(shí)，其間磨煤機(jī)的運(yùn)行情況已經(jīng)發(fā)生改變，故原取樣管道 的煤粉量也隨之改變了，且這種操作既費(fèi)力又煩瑣，測量的數(shù)據(jù)參考 價(jià)值還不大。
另外，現(xiàn)有技術(shù)中多半是將探針插入到主管道中，因而測量的數(shù) 據(jù)極大地受煤粉較高的沖擊速度和磨損所影響。這些傳感器需要更換 或者需要用更好的耐磨材料來生產(chǎn)，這樣不僅降低了探測信號的質(zhì)量， 而且造成較高的維護(hù)費(fèi)用。此外，探針慢慢的凈皮磨損，因而信號也會 變得越來越弱，這就使得很難保證測量的精確性。

實(shí)用新型內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本實(shí)用新型提供了一種能 夠?qū)崿F(xiàn)煤粉管道的全截面測量，同時(shí)柱狀、繩狀和旋曲狀的煤粉流不 會對測量造成影響的環(huán)形傳感器。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種 環(huán)形傳感器，包括靜電感應(yīng)圈、電子裝置和信號處理裝置，所述靜電 感應(yīng)圈與電子裝置連接，所述電子裝置連接到信號處理裝置上。
作為優(yōu)選，所述靜電感應(yīng)圈為圓環(huán)狀。
作為優(yōu)選，所述環(huán)形傳感器還包括一環(huán)形固體保護(hù)套，所述環(huán)形 固體保護(hù)套的內(nèi)側(cè)壁上開有環(huán)形凹槽，所述靜電感應(yīng)圈設(shè)置于環(huán)形凹 槽內(nèi)。
作為優(yōu)選，所述靜電感應(yīng)圈與電子裝置通過N型連接器(N - type' Connectors )和^氐壓多芯電纜連接。
作為優(yōu)選，所述"l爭電感應(yīng)圈為兩個(gè)，兩個(gè)靜電感應(yīng)圈之間的距離 為40mm。
作為優(yōu)選，所述電子裝置包括傳感器信號輸入模塊,屏障電路，差 分信號放大器和信號輸出模塊，所述傳感器信號輸入模塊與靜電感應(yīng) 圈連接，接收靜電感應(yīng)圈輸入的信號，傳感器信號輸入^f莫塊同時(shí)與差 分信號放大器連接，將輸入的信號放大，差分信號放大器再連接到屏 障電路，經(jīng)過抗干擾處理后通過信號輸出模塊傳出^M言號處理裝置。
本實(shí)用新型的電子裝置除了具有良好的安全性能以外，最大的優(yōu) 點(diǎn)是
1、 低強(qiáng)度的靜態(tài)信號被放大，這就使信號在經(jīng)過長距離傳輸后的 損耗減少了 。
2、 差分信號放大器實(shí)際上消除了電廠噪音對信號的干擾，這對于 快速的測量和控制非常重要.
3、 其他廠家的系統(tǒng)沒有這樣的信號處理過程,采用滾動(dòng)平均值的 方法來測量或傳輸數(shù)據(jù)，這樣的到的數(shù)據(jù)誤差較大，容易被干擾，因 而不利于依據(jù)其值來調(diào)節(jié)控制器。普瑪斯測量僅僅需要1. 5秒鐘的時(shí)間，這對任何利用傳感器所提供的數(shù)據(jù)實(shí)施控制目的來說都是非常理 想的。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于
1、 本實(shí)用新型的傳感器沒有被插入到管道中，不會影響煤粉流速； 也不會發(fā)生探針式傳感器常出現(xiàn)的阻塞現(xiàn)象，減少了維護(hù)的時(shí)間和費(fèi) 用。
2、 本實(shí)用新型傳感器的圓環(huán)嵌入固體金屬保護(hù)套內(nèi)，金屬保護(hù)套 與煤粉管道連接在一起，組成管道的一部分，傳感器的內(nèi)壁都是光滑 的，可以相對減少煤粉沖擊的磨損，且不受來自磨煤機(jī)高壓的影響， 設(shè)備經(jīng)過較長時(shí)間的使用，也不會出現(xiàn)測量受影響而不準(zhǔn)確的現(xiàn)象。
因此本實(shí)用新型的傳感器不會像探針式傳感器一樣，經(jīng)過一段時(shí)間的 使用，探針被磨損，從而造成信號不準(zhǔn)確，而需要被替換。因此本實(shí) 用新型的傳感器壽命較長，而且每年需要的維護(hù)量^艮小。安裝在測量 地方的環(huán)形傳感器不會被碰撞，磨損極小，可以保證測量結(jié)果的穩(wěn)定 性和有效性。
3、 環(huán)形傳感器能夠測量通過管道橫截面靜電變化的平均值，不受 煤粉流分布的影響，不論煤粉是從任何位置上經(jīng)過管道橫截面，都可 以測出通過它的總靜電電荷，從而得出一個(gè)更準(zhǔn)確的測量值。此外， 環(huán)形傳感器的測量是在線實(shí)時(shí)的，可以測出煤粉速度絕對值，燃燒器 煤粉分配，相對煤粉裝載量(密相)，流量比-每條管道分配與總輸 入量(磨煤機(jī)給煤率或相關(guān)值)。運(yùn)行人員可以通過輸出顯示裝置上 的數(shù)值來調(diào)節(jié)各個(gè)管道的煤粉比例，使其分配均勻，并調(diào)節(jié)一次風(fēng)速, 以改善煤粉分配，達(dá)到更合理的風(fēng)煤比，提高燃燒器的燃燒效率。
4、 在測量過程中，兩個(gè)傳感器配合使用，兩個(gè)傳感器的兩個(gè)環(huán)的 結(jié)構(gòu)允許橫截面的測量在制造的過程中可以有較高的允許公差。

圖1為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型信號處理裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
圖3為本實(shí)用新型安裝在煤粉管道中的局部剖圖。
圖4為本實(shí)用新型安裝在煤粉管道中顯示煤粉管道長度比例的結(jié)構(gòu)示
圖5為沒有設(shè)置差分;^丈大器信號處理波形圖。
圖6為本實(shí)用新型增設(shè)差分放大器后的信號處理波形圖
圖7為靜電感應(yīng)圏的外延部分和電子裝置的連接結(jié)構(gòu)圖
圖8為電子裝置結(jié)構(gòu)框圖。
附圖標(biāo)記
2-電子裝置 5-法蘭
8-電源輸入隔離 11-信號輸入模塊 14-模擬輸入終端
l-l爭電感應(yīng)圈 4-煤粉管道 7-電源 10-計(jì)算機(jī) 13-電流4#出終端 16-接地和無線局域網(wǎng)卡 18-環(huán)形固體保護(hù)套 20-低壓多芯電纜
3-信號處理裝置 6-N型連接器 9-電流輸入才莫塊 12-信號輸入板 15-轉(zhuǎn)換接口
17-程序存儲單元 19 -連接電纜
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但 不作為對本實(shí)用新型的限定。
如圖l所示，本實(shí)用新型的環(huán)形傳感器包括靜電感應(yīng)圏1、電子裝置2和信號處理裝置3，所述靜電感應(yīng)圏l與電子裝置2連接，所述電 子裝置2連接到信號處理裝置3上。所述靜電感庫圈1的形狀為圓環(huán) 狀。作為優(yōu)選，所述靜電感應(yīng)圈1可以為兩個(gè)，兩個(gè)靜電感應(yīng)圈1之 間的距離為40mm。為了在使用或安裝中方便，所述環(huán)形傳感器還包括 一環(huán)形固體保護(hù)套18,所述環(huán)形固體保護(hù)套18的內(nèi)側(cè)壁上開有環(huán)形凹 槽，所述靜電感應(yīng)圈l設(shè)置于環(huán)形凹槽內(nèi)。如圖7所示，所述靜電感 應(yīng)圈1與電子裝置2通過N型連接器6和連接電纜19連接，電子裝置 2通過低壓多芯電纜20與信號處理裝置3連接。
如圖8所示，所述電子裝置包括傳感器信號輸入模塊，屏障電路， 差分信號放大器和信號輸出模塊，所述傳感器信號輸入模塊與靜電感 應(yīng)圈連接，接收靜電感應(yīng)圈輸入的信號，傳感器信號輸入模塊同時(shí)與 差分信號放大器連接，將輸入的信號放大，差分信號放大器再連接到 屏障電路，經(jīng)過抗干擾處理后通過信號輸出模塊傳出給信號處理裝置。
對于一般的傳感器輸出的信號，其信號都相對較弱。當(dāng)受到溫度， 噪音，電磁干擾等因素時(shí)，將嚴(yán)重影響信號，如圖5當(dāng)輸入信號是正 弦波，在t0時(shí)刻遇到一個(gè)0. 3v的干擾信號，此時(shí)接受的信號與實(shí)際 信號將產(chǎn)生較大偏差。
在差分式電路中，無論是溫度變化，還是電源電壓的波動(dòng)，都會 引起兩管集電極電流以及相應(yīng)的集電極電壓相同的變化，此效果相當(dāng) 于在兩個(gè)輸入端加入了共模信號，由于電路的對稱性，可使輸出電壓 不變，從而抑制了零點(diǎn)漂移。如圖6所示，將需要放大的信號分成大 小相等方向相反的兩個(gè)部分，加在電路的兩個(gè)輸入端仏l和,即 =—仏'2 。如圖6所示，t。時(shí)刻以前w。 = A — m'2) = 2Am" ， t。 時(shí)刻后，遇到了 0.3 v的干擾信號，此影響對W/1和W^產(chǎn)生的作用相 同，因此輸出等于w。 = A[(仏i十Am)-+ Aw)] = A — = 2A仏i ,所以此干擾信號沒有對輸出造成影響?？梢姶穗娐贩糯罅瞬钅Ｐ盘?， 抑制了共模信號，即差動(dòng)放大器一方面起到了放大信號的作用，同時(shí) 抑制了零漂和干擾，在本裝置中是個(gè)必要的環(huán)節(jié)。
放大的測量信號被傳輸?shù)叫盘柼幚硌b置，在這里煤的速度和濃度 的信號從其他的由周圍環(huán)境產(chǎn)生的靜電噪音干擾信號中分離了出來， 這樣就最大程度的保證了測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
如圖2所示，所述信號處理裝置包括電源7、電源輸入隔離8、電 流輸入模塊9、計(jì)算機(jī)IO、信號輸入模塊ll、信號輸入板12、電流輸 出終端13、模擬輸入終端14、轉(zhuǎn)換接口 15、接地和無線局域網(wǎng)卡16 和程序存儲單元17。所述的信號處理裝置為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再詳細(xì) 甘苗述。
如圖3、圖4所示，顯示出本實(shí)用新型的兩個(gè)環(huán)形傳感器安裝于 煤粉管道4上，即將設(shè)置有兩個(gè)靜電感應(yīng)圈1的環(huán)形固體保護(hù)套18通 過兩個(gè)法蘭5分別套裝在煤粉管道4上，所述環(huán)形固體保護(hù)套18的內(nèi) 徑與煤粉管道4的內(nèi)徑相同，使環(huán)形傳感器成為煤粉管道4的一部分， 并且環(huán)形固體保護(hù)套18的內(nèi)壁是光滑的，可以相對減少煤粉沖擊的磨 損，且不受來自磨煤機(jī)高壓的影響，設(shè)備經(jīng)過較長時(shí)間的使用，也不 會出現(xiàn)測量不準(zhǔn)確的現(xiàn)象，因此使用壽命長，每年的維護(hù)量很小。本 實(shí)用新型的環(huán)形傳感器將靜電感應(yīng)圏1成為煤粉管道壁的一部分，煤 粉垂直通過環(huán)形靜電管應(yīng)圈，可以測量通過煤粉管道4的橫截面的煤 粉的流速，得到平均的靜電電荷具有代表性。
如圖4所示，為了得到準(zhǔn)確的測量結(jié)果，設(shè)置在煤粉管道4上的 環(huán)形傳感器與其相鄰的管道彎頭之間的距離最好是距離上流管道彎 頭為5倍煤粉管道的直徑距離，距離下流道彎頭為l倍煤粉管道的直 徑距離。
權(quán)利要求1、一種環(huán)形傳感器，其特征在于，包括靜電感應(yīng)圈、電子裝置和信號處理裝置，所述靜電感應(yīng)圈與電子裝置連接，所述電子裝置連接到信號處理裝置上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的環(huán)形傳感器，其特征在于，所述電子裝 置包括傳感器信號輸入模塊，屏障電路，差分信號放大器和信號輸出模 塊，所述傳感器信號輸入模塊與靜電感應(yīng)圈連接，傳感器信號輸入模 塊同時(shí)與差分信號放大器連接，差分信號放大器再連接到屏障電路， 屏障電路與信號輸出模塊連接，所述信號輸出模塊連接到信號處理裝 置的信號輸入模塊上，所述靜電感應(yīng)圈的信號通過電子裝置的輸入模 塊輸入到電子裝置中，經(jīng)差分信號放大器后進(jìn)入屏障電路，之后通過 信號輸出模塊傳出給信號處理裝置。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的環(huán)形傳感器，其特征在于，所述靜 電感應(yīng)圈為圓環(huán)狀。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的環(huán)形傳感器，其特征在于，所述環(huán)形傳 感器還包括一環(huán)形固體保護(hù)套，所述環(huán)形固體保護(hù)套的內(nèi)側(cè)壁上開有 環(huán)形凹槽，所述靜電感應(yīng)圈設(shè)置于環(huán)形凹槽內(nèi)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的環(huán)形傳感器，其特征在于，所述靜電感 應(yīng)圈與電子裝置通過N型連接器和低壓多芯電纜連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的環(huán)形傳感器，其特征在于，所述靜電感 應(yīng)圈為兩個(gè)，兩個(gè)l爭電感應(yīng)圈之間的3巨離為40mm。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種環(huán)形傳感器，包括靜電感應(yīng)圈、電子裝置和信號處理裝置，所述靜電感應(yīng)圈與電子裝置連接，所述電子裝置連接到信號處理裝置上。所述靜電感應(yīng)圈為圓環(huán)狀。所述環(huán)形傳感器還包括一環(huán)形固體保護(hù)套，所述環(huán)形固體保護(hù)套的內(nèi)側(cè)壁上開有環(huán)形凹槽，所述靜電感應(yīng)圈設(shè)置于環(huán)形凹槽內(nèi)。所述靜電感應(yīng)圈與電子裝置通過N型連接器和低壓多芯電纜連接。本實(shí)用新型使用壽命長，可準(zhǔn)確測量通過煤粉管道橫截面的煤粉流速。
文檔編號G01R29/12GK201145710SQ20072031019
公開日2008年11月5日 申請日期2007年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月27日
發(fā)明者雷·可史 申請人:英國格林奔科集團(tuán)有限公司