專利名稱：電荷感應式免維護風速測量裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種氣體流速測量裝置，特別是含塵氣體的流速測量裝置。
背景技術：
風速、煙氣流速測量是工業自動化過程中的重要參數。風速測量裝置是工業自動化過程控制的重要設備。目前廣泛應用在工業上的風速、風量測量裝置，例如皮托管、威力巴、靠背笛形管、文丘里、多喉勁、機翼裝置等，都是采用P測量方法即全壓測量管和靜壓測量管形式，用差壓變送器一端連接全壓感壓管、另一端連接靜壓感壓管，通過測量全壓和靜壓之間的差壓來測量流速的。由于感壓管末端必需連接差壓變送器感壓，感壓管易堵塞，尤其在含塵氣流測量中極易堵塞，維護量大，給測量造成困難。如在火電廠一次風風速測量， 沒有解決方案。
發明內容為了克服現有風速測量裝置易堵塞、維護量大等缺點，本發明摒棄傳統的Δ P測量方法，利用電荷感應技術和交相關原理，提供一種全新的風速測量裝置，不僅可直接準確測量風速、無需標定，而且具有永不堵塞、免維護的特征。特別適合于含塵氣流流速的測量。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是電荷感應式免維護風速測量裝置， 包括一對電荷感應傳感器和信號處理單元。傳感器分為上游傳感器和下游傳感器，相互平行且垂直于氣流管道安裝，傳感器采用傳感器探棒和保護套管之間由陶瓷絕緣體隔離的結構形式。上、下游傳感器通過信號電纜分別連接至信號處理單元。根據交流電荷感應原理， 即氣流介質在流經一對傳感器時，在上下游傳感器探頭上感應等量隨機電荷信號，兩組隨機信號同時傳至信號處理單元，在信號處理單元中經過信號調理、A/D變換轉成數字信號， 再由嵌入式處理器根據交相關數學模型計算后就能獲得二個信號的高精度時差(煤粉經過二個傳感器所用時間)Δ t ；上下游傳感器之間的安裝距離是恒定的L (安裝后精確測量，通過鍵盤輸入到信號處理單元中)，利用公式V(m/s) =L(m) +At(S)可以準確的計算出氣流絕對流速。在輸入風道的截面積后就可測得體積流量；當裝置接入煤粉管道溫度和壓力變送器后就可以計算出標準狀況下的體積流量。信號處理單元通過D/A轉換變成4-20mA 表征流速的模擬信號或通過現場總線輸出給其他系統。本發明的有益效果是與氣流接觸的只是傳感器金屬實心探棒，通過介質氣流與傳感器探頭的感應電荷測量流速，不需要引壓管，所以不存在堵塞問題，具有免維護特征。
以下結合附圖和實施例對本發明進一步說明。圖1為本發明的傳感器結構圖，圖中6.傳感器探棒，7.陶瓷絕緣體，8.保護套管，9.固定螺母，10.電氣殼體，11.接線端子.圖中1.上游傳感器，2.下游傳感器，3.信號處理單元，4.信號電纜，5.傳感器安裝底座.圖2為系統連接圖具體實施方式
在圖2中，電荷感應式免維護風速測量裝置由上游傳感器〔1〕、下游傳感器〔2〕、信號處理單元〔3〕組成。上、下游傳感器相互平行垂直于氣流管道安裝在安裝底座上〔5〕，傳感器之間距離為L，介于IOcm—50cm之間，兩路傳感器的信號通過信號電纜〔4〕傳送到信號處理單元〔3〕。上、下游傳感器的探棒〔6〕感應介質流過時的電荷信號， 由于陶瓷絕緣體〔7〕的絕緣作用，電荷信號不被保護套管〔8〕短路，信號只能傳送到電器殼體〔10〕的接線端子上〔11〕，通過信號電纜〔4〕傳送到信號處理單元〔3〕。根據交流電荷感應原理，即氣流介質在流經一對傳感器時，在上下游傳感器探頭上感應等量隨機電荷信號， 兩組隨機信號同時傳至信號處理單元，在信號處理單元中經過信號調理、A/D變換轉成數字信號，再由嵌入式處理器根據交相關數學模型計算后就能獲得二個信號的高精度時差(煤粉經過二個傳感器所用時間)Δ t ；上下游傳感器之間的安裝距離是恒定的L (安裝后精確測量，通過鍵盤輸入到信號處理單元中)，利用公式V(m/s) =L(m) +At(S)可以準確的計算出氣流絕對流速。在輸入風道的截面積后就可測得體積流量；當裝置接入煤粉管道溫度和壓力變送器后就可以計算出標準狀況下的體積流量。信號處理單元通過D/A轉換變成 4-20mA表征流速的模擬信號或通過現場總線輸出給其他系統。
權利要求1.電荷感應式免維護風速測量裝置，包括一對電荷感應傳感器和信號處理單元，其特征是傳感器分為上游傳感器和下游傳感器，上、下游傳感器通過信號電纜分別連接至信號處理單元。
2.按權利要求1所述的電荷感應式免維護風速測量裝置，其特征是上、下游傳感器相互平行且垂直于氣流管道安裝。
3.按權利要求1所述的電荷感應式免維護風速測量裝置，其特征是電荷感應傳感器采用傳感器探棒和保護套管之間由陶瓷絕緣體隔離的結構形式。
專利摘要一種電荷感應式免維護風速測量裝置。包括一對電荷感應傳感器和信號處理單元，傳感器分為上游傳感器和下游傳感器，上、下游傳感器通過信號電纜分別連接至信號處理單元。與氣流接觸的只是傳感器金屬實心探棒，通過介質氣流與傳感器探頭的感應電荷測量流速，不需要引壓管，所以不存在堵塞問題，具有免維護特征。
文檔編號G01P5/18GK201993378SQ20102058281
公開日2011年9月28日 申請日期2010年10月29日 優先權日2010年10月29日
發明者常小軍, 徐堯, 董新 申請人:西安科瑞自動化有限責任公司