专利名称：微波测碳仪的可调节传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种锅炉监测领域的传感装置，具体是一种微波测碳仪的驻波传感器。
背景技术：
我国火力发电总发电量的70%以上，其中燃煤发电是我国火力发电的主要形式， 因此提高燃煤锅炉的效率对于一次能源利用率的提高有着重要意义。飞灰含碳作为影响锅炉效率的主要因素，也反映着炉内煤粉燃烧情况，通过对其进行在线监测，即能得到燃烧情况，还可以指导燃烧运行。另外，在循环经济当中，飞灰可以作为生产水泥、灰砖等建筑材料，这对飞灰含碳有着严格的要求，因此通过在线监测，将飞灰控制在标准之下对于飞灰的循环利用有着重要意义。目前，飞灰测碳主要通过在尾部烟道安装微波测碳仪进行在线监测，作为微波测碳仪的核心部件传感器关系着测碳仪的精度及稳定。专利CN 100406875C提出一种不受煤种变化影响的微波测碳传感器，如专利图1所示，该传感器设有一矩形谐振腔1，其长度等于半倍微波波长。研究发现，虽然该发明采用的0. 3 1. 5GHz的微波在一定程度上减少了灰成分的影响，但是不灰分测量时能会产生一定的信号变化，而该传感器缺少调节功能，无法进行调零。另外，该谐振腔长度等于半倍波长，在谐振腔内形成驻波系数较大的驻波，但灰样进入测量管时，其对灰样中的碳对微波功率进行吸收，产生信号差。但是，通过吸收的功率较小，产生的信号差也较小，造成测量灵敏度不高。专利CN 2530264Y提出一种微波测碳仪的波导型传感器，该传感器采用波导1作为测量腔，波导两端装有一对轴对称的同轴波导转换器7、8，其距离为波长偶数倍。该专利没有考虑到煤种变化对测量结果的影响，煤种变化变化时将产生测量误差。目前，在微波测碳仪的传感器领域，没有一种可以调节的传感器，消除煤种变化时造成的灰成分变化而产生初始信号变化。

发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种微波测碳仪的可调传感器，解决目前传感器普遍存在的无法调节的情况，并且可以根据煤种的变化选用不同微波频率，以及不同相位位置。—种微波测碳仪的可调节传感器，包括波导测量腔、同轴转化器、同轴检波器、调节器，其中同轴转化器装在波导测量腔一端，同轴检波器装在波导测量腔对称的另一端，而调节器装在波导测量腔上。测量时，采用波导测量腔，测量腔的尺寸由微波信号决定。同轴转换器将波导线传送过来的微波信号换成测量腔波导对应的波形。同轴检波器将检测到的微波信号转换成电压信号或电流信号，进行传输及后期处理。由于波导测量腔的两端是用波导材料密封，因此在测量腔内形成一个驻波场，而灰样管中的样品会对测量腔内微波相位产生较大的影响，进而影响驻波场的驻波系数，从而产生驻波峰值较大的变化。通过同轴检波器监测处测量腔内峰值对应的功率，转化成电压或电流，驻波系数变化引起的信号变化要比功率吸收引起的变化来得大，因此测量精度将得到提高。波导测量腔在驻波系数达到最大后，灰样管进入的介质将使得驻波系数减小，输出信号减小，但是如果介质的介电常数进一步提高，在驻波系数达到最小后，随着介质常数的提高，将出现驻波系数提高的现象。但是由于灰样以及飞灰含碳能够产生的变化都比较小，因此需要寻找出最为敏感的变化区域，在该区域的测量精度最高。通过安装在波导测量腔的调节器就能实现该功能。调节器由螺旋测微旋扭和介质棒组成，调节旋扭，使得高介电常数的介质棒对驻波场产生影响，可以使得驻波场完成一个周期的变化。因此使用时，调节器可以将驻波场调到最有利于测量飞灰的驻波系数段，在外部情况变换时，比如更换灰样管，还可以对驻波场进行调零。对于燃烧煤种变化较大时，还可以改变微波频率，同过调节器的介质棒调节，使得驻波场始终处于最有利于精确测量飞灰含碳的区域。本发明的创新要点是1.本专利将采用微波驻波原理，通过灰样对微波相位的影响产生的驻波系数变化，最后对驻波场内微波功率变化产生影响，改变了传统灰样吸收微波功率测量信号变化小造成的精度不高的现状，进一步提高测量精度。2.本专利采用同轴转换系统，通过波导线连接信号源和测量腔，减小整体体积，并且可以采用较低的微波频率，减小煤种变化的影响。3.本专利采用调节器，调节波导测量腔内的驻波场，即可以实现调零，又可以将驻波场调至有利于测量在测灰样的区域，改变传统传感器无法调节的状况。总之，本专利的应用，不仅使得微波测碳仪的核心元件传感器得到进一步的改进， 为微波测碳仪的精确稳定运行提供基础，为微波测碳仪的推广提供良好条件。


图1为本发明可调节传感器示意图。
具体实施例方式下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。如图1所示，本实施例包括波导测量腔1、同轴转化器2、同轴检波器3、调节器4， 其中同轴转化器装2在波导测量腔1 一端，同轴检波器装3在波导测量腔1对称的另一端， 而调节器装4在波导测量腔1上。波导测量腔1采用矩形波导5，矩形波导两端用波导材料 6进行密封，整个波导测量腔1形成一个驻波腔，在波导的中央安装灰样管7，灰样管7和同轴转换器1平行。调节器4采用螺旋测微旋扭8固定在波导测量腔1，通过调节旋扭8可以控制介质棒9进入测量腔1的深度。测量时，同轴转化器2将波导线10传送过来的微波信号转换成和波导测量腔1同步的微波信号。同轴检波器3将测量到的微波信号转换成电压信号，并使用电线11将电压信号送往后处理装置。
权利要求
1.一种微波测碳仪的可调节传感器，包括波导测量腔、同轴转化器、同轴检波器、调节器，其中同轴转化器装在波导测量腔一端，同轴检波器装在波导测量腔对称的另一端，而调节器装在波导测量腔上；
2.根据权利要求1所述的波导测量腔，其特征是，采用矩形波导，波导两端用波导材料进行密封，整个波导形成一个驻波腔，在波导的中央安装灰样管，灰样管和同轴转换器平行。
3.根据权利要求1所述的调节器，其特征是，采用螺旋测微旋扭固定在波导测量腔，通过调节旋扭可以控制介质棒进入测量腔的深度。
全文摘要
一种微波测碳仪的可调节传感器，包括波导测量腔、同轴转化器、同轴检波器、调节器，其中同轴转化器装在波导测量腔一端，同轴检波器装在波导测量腔对称的另一端，而调节器装在波导测量腔上。通过调节器，不仅可以实现微波传感器的调零，而且可以将波导测量腔的驻波场调至对灰样较为敏感的驻波区域，提高测量精度。
文档编号G01N22/00GK102235983SQ201010168250
公开日2011年11月9日 申请日期2010年5月7日 优先权日2010年5月7日
发明者孙长江, 宋资勤, 李友谊, 林正春, 范卫东 申请人:上海赫特能源科技有限公司