专利名称：一种用于监测煤粉浓度的传感装置的制作方法
技术领域：
本发明 涉及气固两相流测量技术领域，特别涉及一种适用于火力发电厂锅炉输粉 系统的煤粉浓度在线监测传感装置。
背景技术：
目前我国大部分电力能源是由燃煤电厂提供的，煤炭的充分燃烧不仅可以提高能 源的利用率率，而且可以降低煤粉颗粒、C0、N0x等污染物的生成。因此，在输粉管道上对煤 粉浓度进行在线测量，从而为输粉端提供可靠的参数，实现清洁燃烧意义重大。燃煤锅炉输 粉系统中的煤粉浓度测量是极稀相的气固两相流测量，是一个跨动力、电气、电信多学科的 极富挑战性的工作。现有的一种监测煤粉浓度的电容式传感装置由内管、电极、内绝缘、内屏蔽、外绝 缘、外管及外屏蔽组成，其内、外管是圆形管道，可装入输粉系统需检测浓度的管道中。测量 电极成对安装在圆形管道的外周(图1)。该传感装置采用双屏蔽技术，屏蔽层之间通过设 计跟随器相连，可以保证测量数据不受外界的干扰。但这种结构的传感装置存在下述问题 由于电极数多，不但结构复杂，制作困难，而且使电极宽度窄，电极间距远离(内管直径)， 从而电极电容量小，电极感应的灵敏度较低。

发明内容
针对现有圆筒形传感装置所存在的不足，本发明提供了一种基于椭圆形测量段结 构的电容式传感装置。其电极制作不但简单，同时还可增大电容极板面积，减小极板间距， 在不影响实时性的前提下，提高电极感应灵敏度。为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的一种用于监测煤粉浓 度的传感装置，包括测量段，其截面由里向外依次设置有内管、电极、内绝缘、内屏蔽、外绝 缘、外管及外屏蔽，其特征在于，所述测量段截面为椭圆形，两个电极对称设置在椭圆内管 短轴方向的外侧，测量段外管为兼作外屏蔽的椭圆钢管，该钢管两端分别通过过渡面与圆 筒段外切或内切相贯，圆筒段的自由端设有连接输粉系统管道的法兰；所述椭圆钢管及与 其连为一体的过渡面、圆筒段沿轴向过椭圆形长轴设有水平分型面。上述方案中，所述椭圆内管的长短轴比为1 0.6-0. 8。所述椭圆内管为氧化铝陶 瓷管，所述电极是采用钼锰金属化工艺将钼锰复合金属粉烧结在椭圆内管短轴方向的外面 后镀镍所形成。所述内绝缘为环氧树脂或硅酮密封胶。所述内屏蔽为铜皮。所述外绝缘为 石棉纸或绳缠绕形成。所述椭圆钢管外周设有夹箍。与现有技术相比，本发明椭圆形测试段设计方案增大了电容极板面积，减小极板 间距(短轴方向)，在不影响实时性的前提下，可显著提高电容传感的灵敏度。本发明由椭 圆形测试段和圆筒段通过过渡面连贯性相接，使得椭圆型测量管道可方便的与圆形输粉管 道相连，实现了椭圆型双屏蔽传感器在工业生产中的实际应用。


图1为圆形传感装置的截面图。图2为本发明椭圆测量部分截面图。图3为本发明的一种外切型椭圆管煤粉浓度测量装置轮廓图。图4为图3的侧视图。图5为本发明的另一种内切型椭圆管煤粉浓度测量装置的轮廓图。图6为图5的侧视图。图1至图6中的附图标记1、内管；2、电极；3、内绝缘；4、内屏蔽；5、外绝缘；6、外 管；7、外屏蔽；8、圆筒段；9、过渡面；10、椭圆测量段；11、夹箍；12、水平分型面。a、长轴；b、
短轴o
具体实施例方式以下结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。实施例1如图2-图4所示，一种用于监测煤粉浓度的传感装置，包括椭圆测量段 10，其截面由里向外依次设置有椭圆内管1、电极2、内绝缘3、内屏蔽4、外绝缘5、兼作外屏 蔽的椭圆外管6。两个电极2对称设置在椭圆内管1短轴方向的外侧，外管6由钢管制成椭 圆测量段10，该椭圆测量段两端分别通过过渡面9与圆筒段8外切相贯，其内部椭圆长轴方 向两侧与圆筒的过渡面做成斜坡以防积粉。圆筒段8的自由端可焊接上连接输粉系统管道 的法兰(图中未画出)；外管6及与其连为一体的过渡面9、圆筒段8沿轴向过椭圆形长轴 设有水平分型面12。椭圆内管1的长短轴比为1 0. 6，由氧化铝材料制成陶瓷管，电极2采用钼锰金 属化工艺将钼锰复合金属粉烧结在陶瓷管短轴方向的外面后镀镍所形成。然后用可耐260 度以上的双酚A酚醛环氧树脂CYDBN-240或(电器设备)专用硅酮密封胶JZH-888涂 敷在电极2外面形成内绝缘3，再外包铜皮形成内屏蔽4，电极2与内屏蔽4之间充填满环 氧树脂或硅酮密封胶。待环氧树脂或硅酮密封胶将电极2与内屏蔽4粘接牢固后，在内屏 蔽4的铜皮外面缠绕石棉纸或绳形成外绝缘5，最后将上述组件装到带有水平分型面12的 与过渡面9、圆筒段8连为一体的外管6中，圆筒段8的自由端焊上法兰即可。为保证整个 传感装置的牢靠性，防止在现场漏粉，可将上下椭圆钢管接缝处电焊牢靠，再在椭圆钢管外 周用夹箍11进一步紧固。实施例2如图2、图5、图6所示，本发明另一种用于监测煤粉浓度的传感装置，与 实施例1不同之处在于外管6两端分别通过过渡面9与圆筒段8内切相贯；椭圆内管1的 长短轴比为1 0.8，其它结构都与实施例1相同。
权利要求
一种用于监测煤粉浓度的传感装置，包括测量段，其截面由里向外依次设置有内管、电极、内绝缘、内屏蔽、外绝缘、外管及外屏蔽，其特征在于，所述测量段截面为椭圆形，两个电极对称设置在椭圆内管短轴方向的外侧，测量段外管为兼作外屏蔽的椭圆钢管，该钢管两端分别通过过渡面与圆筒段外切或内切相贯，圆筒段的自由端设有连接输粉系统管道的法兰；所述椭圆钢管及与其连为一体的过渡面、圆筒段沿轴向过椭圆形长轴设有水平分型面。
2.如权利要求1所述的用于监测煤粉浓度的传感装置，其特征在于，所述椭圆内管的 长短轴比为1 0.6-0.8。
3.如权利要求1所述的用于监测煤粉浓度的传感装置，其特征在于，所述椭圆内管为氧化铝陶瓷管。
4.如权利要求3所述的用于监测煤粉浓度的传感装置，其特征在于，所述电极是采用 钼锰金属化工艺将钼锰复合金属粉烧结在氧化铝陶瓷椭圆内管的短轴方向的外面后镀镍 所形成。
5.如权利要求1所述的用于监测煤粉浓度的传感装置，其特征在于，所述内绝缘为环 氧树脂或硅酮密封胶。
6.如权利要求1所述的用于监测煤粉浓度的传感装置，其特征在于，所述内屏蔽为铜皮。
7.如权利要求1所述的用于监测煤粉浓度的传感装置，其特征在于，所述外绝缘为石 棉纸或绳缠绕形成。
8.如权利要求1至7之一所述的用于监测煤粉浓度的传感装置，其特征在于，所述椭圆 钢管外周设有夹箍。
全文摘要
本发明公开了一种用于监测煤粉浓度的传感装置，包括测量段，其截面由里向外依次设置有内管、电极、内绝缘、内屏蔽、外绝缘、外管及外屏蔽，其特征在于，所述测量段截面为椭圆形，两个电极对称设置在椭圆内管短轴方向的外侧，测量段外管为兼作外屏蔽的椭圆钢管，该钢管两端分别通过过渡面与圆筒段外切或内切相贯，圆筒段的自由端设有连接输粉系统管道的法兰；所述椭圆钢管及与其连为一体的过渡面、圆筒段沿轴向过椭圆形长轴设有水平分型面。
文档编号G01N27/22GK101876644SQ201010157150
公开日2010年11月3日 申请日期2010年5月6日 优先权日2010年5月6日
发明者周屈兰, 徐通模, 惠世恩, 胡红利, 高享想 申请人:西安交通大学