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专利名称：电荷感应式免维护风速测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种气体流速测量装置，特别是含尘气体的流速测量装置。
背景技术：
风速、烟气流速测量是工业自动化过程中的重要参数。风速测量装置是工业自动化过程控制的重要设备。目前广泛应用在工业上的风速、风量测量装置，例如皮托管、威力巴、靠背笛形管、文丘里、多喉劲、机翼装置等，都是采用P测量方法即全压测量管和静压测量管形式，用差压变送器一端连接全压感压管、另一端连接静压感压管，通过测量全压和静压之间的差压来测量流速的。由于感压管末端必需连接差压变送器感压，感压管易堵塞，尤其在含尘气流测量中极易堵塞，维护量大，给测量造成困难。如在火电厂一次风风速测量， 没有解决方案。
发明内容为了克服现有风速测量装置易堵塞、维护量大等缺点，本发明摒弃传统的Δ P测量方法，利用电荷感应技术和交相关原理，提供一种全新的风速测量装置，不仅可直接准确测量风速、无需标定，而且具有永不堵塞、免维护的特征。特别适合于含尘气流流速的测量。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是电荷感应式免维护风速测量装置， 包括一对电荷感应传感器和信号处理单元。传感器分为上游传感器和下游传感器，相互平行且垂直于气流管道安装，传感器采用传感器探棒和保护套管之间由陶瓷绝缘体隔离的结构形式。上、下游传感器通过信号电缆分别连接至信号处理单元。根据交流电荷感应原理， 即气流介质在流经一对传感器时，在上下游传感器探头上感应等量随机电荷信号，两组随机信号同时传至信号处理单元，在信号处理单元中经过信号调理、A/D变换转成数字信号， 再由嵌入式处理器根据交相关数学模型计算后就能获得二个信号的高精度时差(煤粉经过二个传感器所用时间)Δ t ；上下游传感器之间的安装距离是恒定的L (安装后精确测量，通过键盘输入到信号处理单元中)，利用公式V(m/s) =L(m) +At(S)可以准确的计算出气流绝对流速。在输入风道的截面积后就可测得体积流量；当装置接入煤粉管道温度和压力变送器后就可以计算出标准状况下的体积流量。信号处理单元通过D/A转换变成4-20mA 表征流速的模拟信号或通过现场总线输出给其他系统。本发明的有益效果是与气流接触的只是传感器金属实心探棒，通过介质气流与传感器探头的感应电荷测量流速，不需要引压管，所以不存在堵塞问题，具有免维护特征。


以下结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1为本发明的传感器结构图，图中6.传感器探棒，7.陶瓷绝缘体，8.保护套管，9.固定螺母，10.电气壳体，11.接线端子.图中1.上游传感器，2.下游传感器，3.信号处理单元，4.信号电缆，5.传感器安装底座.图2为系统连接图具体实施方式
在图2中，电荷感应式免维护风速测量装置由上游传感器〔1〕、下游传感器〔2〕、信号处理单元〔3〕组成。上、下游传感器相互平行垂直于气流管道安装在安装底座上〔5〕，传感器之间距离为L，介于IOcm—50cm之间，两路传感器的信号通过信号电缆〔4〕传送到信号处理单元〔3〕。上、下游传感器的探棒〔6〕感应介质流过时的电荷信号， 由于陶瓷绝缘体〔7〕的绝缘作用，电荷信号不被保护套管〔8〕短路，信号只能传送到电器壳体〔10〕的接线端子上〔11〕，通过信号电缆〔4〕传送到信号处理单元〔3〕。根据交流电荷感应原理，即气流介质在流经一对传感器时，在上下游传感器探头上感应等量随机电荷信号， 两组随机信号同时传至信号处理单元，在信号处理单元中经过信号调理、A/D变换转成数字信号，再由嵌入式处理器根据交相关数学模型计算后就能获得二个信号的高精度时差(煤粉经过二个传感器所用时间)Δ t ；上下游传感器之间的安装距离是恒定的L (安装后精确测量，通过键盘输入到信号处理单元中)，利用公式V(m/s) =L(m) +At(S)可以准确的计算出气流绝对流速。在输入风道的截面积后就可测得体积流量；当装置接入煤粉管道温度和压力变送器后就可以计算出标准状况下的体积流量。信号处理单元通过D/A转换变成 4-20mA表征流速的模拟信号或通过现场总线输出给其他系统。
权利要求1.电荷感应式免维护风速测量装置，包括一对电荷感应传感器和信号处理单元，其特征是传感器分为上游传感器和下游传感器，上、下游传感器通过信号电缆分别连接至信号处理单元。
2.按权利要求1所述的电荷感应式免维护风速测量装置，其特征是上、下游传感器相互平行且垂直于气流管道安装。
3.按权利要求1所述的电荷感应式免维护风速测量装置，其特征是电荷感应传感器采用传感器探棒和保护套管之间由陶瓷绝缘体隔离的结构形式。
专利摘要一种电荷感应式免维护风速测量装置。包括一对电荷感应传感器和信号处理单元，传感器分为上游传感器和下游传感器，上、下游传感器通过信号电缆分别连接至信号处理单元。与气流接触的只是传感器金属实心探棒，通过介质气流与传感器探头的感应电荷测量流速，不需要引压管，所以不存在堵塞问题，具有免维护特征。
文档编号G01P5/18GK201993378SQ20102058281
公开日2011年9月28日 申请日期2010年10月29日 优先权日2010年10月29日
发明者常小军, 徐尧, 董新 申请人:西安科瑞自动化有限责任公司