飞灰测量装置及测量系统的制作方法

本发明涉及一种飞灰测量装置及测量系统。

背景技术：

飞灰含碳量是反映电厂锅炉燃烧效率的关键参数，飞灰含碳量较高说明锅炉燃烧不完全，锅炉热效率低，影响煤电厂经济效益，同时，飞灰含碳量较高时，煤电厂向大气中排放的烟尘量大，加重环境污染。因此，需要对电厂烟道中的飞灰的含碳量进行及时测量，使其反映出锅炉的燃烧状况以对锅炉燃烧进行调整。

授权公告号为cn207020030u的中国实用新型专利文件公开了一种基于射频技术的火电厂飞灰含碳量检测装置，该检测装置包括取样器、检测腔、射频发生器、射频接收器和射频处理器。取样器设置在烟道前，用于采集飞灰，取样器与检测腔连通。所述检测腔内设有射频发生器、射频接收器和过滤体，过滤体用于收集自取样器采集来的飞灰，过滤体的下方设有用于称量过滤体重量的称量器。该测量装置是基于射频技术的基础上对飞灰的含碳量进行测量，射频接收器可以获取射频发生器发出的射频信号，该检测装置设有与射频接收器相连的射频处理器，射频处理器可根据射频谐振频率的变化测量飞灰中碳的质量。该检测装置在对飞灰的含碳量进行测量时，首先需要在过滤体未加载时对过滤体进行三次称重，取三次称重平均值作为未加载飞灰的过滤体质量，通过取样器取出烟道中的飞灰，引入过滤体内，射频发生器发射射频波段，射频波段通过过滤体后被射频接收器接收，射频处理器对射频接收器接收的信号进行处理，得到过滤体上含有碳的质量，之后再用称量器对过滤体进行称量，结合过滤体上含有碳的质量和未加载飞灰的过滤体质量，得到飞灰的含碳量。此种检测方法能够较为及时的对烟道内飞灰的含碳量进行测量，但是测量操作时，由于每次测量时都需要在取样前、后对用于收集飞灰的过滤体的重量进行多次称量以得到飞灰的含碳量，测量步骤较多，操作较为麻烦。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种飞灰测量装置，可以解决现有的飞灰含碳量测量装置由于每次测量时都需在取样前后对用于收集飞灰的装置进行多次称量，导致测量步骤较多，操作较为麻烦的技术问题；

另外，本发明的目的还在于提供一种飞灰测量系统，可以解决现有的飞灰含碳量测量系统由于由于每次测量时都需在取样前后对用于收集飞灰的装置进行多次称量，导致测量步骤较多，操作较为麻烦的技术问题。

本发明的飞灰测量装置采用如下技术方案：

飞灰测量装置，包括：

机架；

收集容器，用于设置在飞灰取样装置的排料口处，收集飞灰取样装置排出的飞灰；

测量探头，设置在收集容器上，用于测量收集容器内的碳质量；

测量模块，与测量探头连接控制测量探头；

触发模块，与测量模块连接，在被触发后向测量模块发送测量启动信号控制测量探头进行测量；

机架上设置压力传感器，用于对收集容器称重并在收集容器内飞灰重量达到设定值后触发触发模块；或者机架上设有定量触发机构，定量触发机构用于承托收集容器，并在收集容器内飞灰重量达到设定值后触发触发模块，收集容器上下活动配置在机架上；定量触发机构包括带动收集容器向上活动的收集容器作用端和用于对收集容器作用端施加作用力的配重端，配重端和收集容器作用端相互作用且运动方向相反，配重端和收集容器作用端中至少一个用于在收集容器内飞灰重量达到设定值之后触发所述触发模块。

有益效果：本发明的飞灰测量装置，收集容器内收集设定重量的飞灰后可使压力传感器或者定量触发机构自动触发触发模块，通过测量模块控制测量探头测量收集容器内的碳质量；测量探头每次进行测量时，收集容器内的飞灰质量都为设定重量，不需于取样前后反复称量收集容器就能根据测量探头测量出的碳质量得到取样飞灰的含碳量，使用本发明的飞灰测量装置对烟道中的飞灰质量进行测量时，测量步骤较少，操作较为方便，可以解决现有的飞灰含碳量测量装置由于每次测量时都需在取样前后对用于收集飞灰的装置进行多次称量，导致测量步骤较多，操作较为麻烦的技术问题。

进一步的，所述定量触发机构为杠杆机构，杠杆机构的杠杆两端分别形成所述收集容器作用端和配重端。杠杆机构在能实现触发触发模块功能的同时还具有结构简单、易于制造安装、机械结构强度较好的特点。

进一步的，触发模块设置在配重端的上侧，配重端向上触发所述触发模块。较于触发模块设置于收集作用端的下侧，将触发模块设置在配重端的上侧，避免使飞灰测量装置内部的元件都位于收集容器下方的区域内，飞灰测量装置内部结构相对位置设置更为合理。

进一步的，飞灰测量装置包括容器座，容器座与机架上下导向滑动配合，杠杆的收集容器作用端可通过顶压容器座带动收集容器向上活动。设置容器座可避免收集容器相对机架上下活动时直接接触机架和收集容器作用端，可防止收集容器损坏。

进一步的，收集容器具有内层壁和外层壁，测量探头安装于收集容器的外层壁上且处于内层壁的外侧。采用以上结构可防止测量探头伸入收集容器内部被飞灰污染，可延长测量探头使用寿命。

进一步的，所述收集容器开口向上，收集容器的开口处设有在定量触发机构的收集容器作用端作用下与飞灰取样装置的排料口处压紧密封的容器密封面。收集容器与飞灰取样装置密封配合，防止飞灰受潮降低测量精度，同时有利于增大飞灰取样装置和收集容器之间的排料效率，可缩短取样时间，加快单次测量速度。

本发明的飞灰测量系统采用如下技术方案：

飞灰测量系统，包括飞灰取样装置和飞灰测量装置，飞灰测量装置包括：

机架；

收集容器，用于设置在飞灰取样装置的排料口处，收集飞灰取样装置排出的飞灰；

测量探头，设置在收集容器上，用于测量收集容器内的碳质量；

测量模块，与测量探头连接控制测量探头；

触发模块，与测量模块连接，在被触发后向测量模块发送测量启动信号控制测量探头进行测量；

机架上设置压力传感器，用于对收集容器称重并在收集容器内飞灰重量达到设定值后触发触发模块；或者机架上设有定量触发机构，定量触发机构用于承托收集容器，并在收集容器内飞灰重量达到设定值后触发触发模块，收集容器上下活动配置在机架上；定量触发机构包括带动收集容器向上活动的收集容器作用端和用于对收集容器作用端施加作用力的配重端，配重端和收集容器作用端相互作用且运动方向相反，配重端和收集容器作用端中至少一个用于在收集容器内飞灰重量达到设定值之后触发所述触发模块。

有益效果：本发明的飞灰测量系统，收集容器内收集设定重量的飞灰后可使压力传感器或者定量触发机构自动触发触发模块，通过测量模块控制测量探头测量收集容器内的碳含量；测量探头每次进行测量时，收集容器内的飞灰质量都为设定重量，不需于取样前后反复称量收集容器就能根据测量探头测量出的碳质量得到取样飞灰的含碳量，使用本发明的飞灰测量装置对烟道中的飞灰质量进行测量时，测量步骤较少，操作较为方便，可以解决现有的飞灰含碳量测量系统由于每次测量时都需在取样前后对用于收集飞灰的装置进行多次称量，导致测量步骤较多，操作较为麻烦的技术问题。

进一步的，所述定量触发机构为杠杆机构，杠杆机构的杠杆两端分别形成所述收集容器作用端和配重端。杠杆机构在能实现触发触发模块功能的同时还具有结构简单、易于制造安装、机械结构强度较好的特点。

进一步的，触发模块设置在配重端的上侧，配重端向上触发所述触发模块。较于触发模块设置于收集作用端的下侧，将触发模块设置在配重端的上侧，避免使飞灰测量装置内部的元件都位于收集容器下方的区域内，飞灰测量装置内部结构相对位置设置更为合理。

进一步的，飞灰测量装置包括容器座，容器座与机架上下导向滑动配合，杠杆的收集容器作用端可通过顶压容器座带动收集容器向上活动。设置容器座可避免收集容器相对机架上下活动时直接接触机架和收集容器作用端，可防止收集容器损坏。

进一步的，收集容器具有内层壁和外层壁，测量探头安装于收集容器的外层壁上且处于内层壁的外侧。采用以上结构可防止测量探头伸入收集容器内部被飞灰污染，可延长测量探头使用寿命。

进一步的，所述收集容器开口向上，收集容器的开口处设有在定量触发机构的收集容器作用端作用下与飞灰取样装置的排料口处压紧密封的容器密封面。收集容器与飞灰取样装置密封配合，防止飞灰受潮降低测量精度，有利于增大飞灰取样装置和收集容器之间的排料效率，可缩短取样时间，加快单次测量速度。

进一步的，机架包括取样装置安装架，飞灰取样装置固定在取样装置安装架上，飞灰取样装置包括处于取样装置安装架上侧的取样装置外壳和设置在取样装置安装架下侧的底座法兰，取样装置外壳和底座法兰夹紧取样装置安装架实现飞灰取样装置的固定，取样装置外壳和底座法兰均与取样装置安装架密封配合，飞灰取样装置的排料口处与容器密封面配合的取样装置配合面设置在底座法兰上。采用以上结构，飞灰取样装置于机架上的安装结构结构牢固，稳定性好，并且能够使飞灰取样装置和收集容器之间保持较好的密封性。

进一步的，底座法兰上设有向下凸出用于伸入收集容器内的引导部分。引导部分可以对收集容器在定量触发机构作用下的运动起导向作用，有利于使收集容器与飞灰取样装置顶压后保持密封。

附图说明

图1是本发明的飞灰测量系统的具体实施例1的结构示意图；

图2是本发明的飞灰测量系统的具体实施例1的定量触发机构、机架及容器座的配合结构示意图；

图3是本发明的飞灰测量系统的具体实施例1的飞灰取样装置与机架的配合结构示意图；

图4是本发明的飞灰测量系统的具体实施例1与气泵连接后的立体结构示意图（图中显示有气泵，未显示机架）；

图5是图1中a处的细节结构图；

图中：1-机架；11-取样装置安装架；12-承托架；13-滑动套管；14-窗口；2-飞灰取样装置；21-法兰；22-底座法兰；23-密封圈；24-压板；25-环形密封垫；26-锥形导向面；27-密封垫；3-收集容器；31-外层壁；32-内层壁；4-测量探头；5-测量模块；6-容器座；61-托盘；62-接触板；63-操作手柄；7-触发模块；71-触点；8-杠杆机构；81-铰接轴；82-尼龙圆球；9-配重块；101-转接头；102-橡胶管；103-气泵。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明的飞灰测量系统的具体实施例1：

本发明的飞灰测量系统，如图1至图4所示，包括飞灰取样装置2和飞灰测量装置，飞灰取样装置2通过橡胶管102和转接头101与烟道相通，对烟道中的飞灰取样。飞灰取样装置2为旋风分离器，同气泵103连接，气泵103作为旋风分离器的动力源，使旋风分离器能够对烟道中的飞灰进行抽取并进行气固分离。飞灰测量装置包括机架1，飞灰取样装置2固定安装在机架1上。

飞灰测量装置包括收集容器3、测量探头4和测量模块5。飞灰取样装置2下端设有开口朝下的排料口，收集容器3开口向上且设置在排料口处，收集容器3上安装有测量探头4，收集容器3可对排料口排出的飞灰进行收集，测量探头4可对收集容器3内飞灰的碳质量进行测量。本实施例中，测量探头4为一对射频探头，该对射频探头分别为射频发射探头和射频接收探头，射频接收探头能够接受射频发射探头发射的射频信号。射频探头为现有技术，不再详细展开说明，比如可以为授权公告号为cn207020030u的中国实用新型专利文件中所使用的射频发生器和射频接收器。

为防止收集容器3内的飞灰污染射频探头，如图5所示，收集容器3为具有内层壁32和外层壁31的双层烧瓶，测量探头4安装于收集容器的外层壁31上且位于内层壁32的外侧，以保护射频探头不易被飞灰污染。测量探头4通过线路与测量模块5连接，测量模块5可控制测量探头4发射射频信号，还能够接收测量探头4传送来的测量信息，另外，测量模块5还与气泵103连接以控制气泵103的关断。

为保证收集容器3内的飞灰于到达设定重量时测量探头4自动测量飞灰的含碳量，飞灰测量装置包括定量触发机构和触发模块7，并且收集容器3可以相对机架1上下活动，具体结构为：

收集容器3下方设有对其起承托作用的容器座6，机架1上设有沿水平方向延伸的承托架12，承托架12上固定有滑动套管13，容器座6沿上下方向穿装在滑动套管13中，收集容器3可与容器座6一起沿滑动套管13上下导向滑动。容器座6上端设有托盘61，对收集容器3起到稳固支撑作用，托盘61的外周沿处还设有竖直的环形限位板，防止收集容器3在移动过程中于托盘61上掉落。

触发模块7安装固定在机架1上，触发模块7上设有触点71，触发模块7与测量模块5连接，触点71被接触后触发触发模块7，触发模块7向测量模块5发送测量启动信号使测量探头4测量收集容器3中飞灰的碳质量。定量触发机构为杠杆机构8，杠杆机构8通过铰接轴81铰接于承托架12上，以使其两端能够绕位于铰接轴81轴线上的杠杆支点上下摆动。杠杆机构8一端位于触点71下方的对应位置，该端设有配重块9，为配重端；杠杆机构8的另一端位于容器座6下方的对应位置，为收集容器作用端。

当收集容器3内的飞灰质量较小或者空载时，由于配重块9的重力作用，配重端为杠杆机构8两端中靠下的一端，无法接触触点71触发触发模块7，而收集容器作用端在杠杆作用下位于杠杆机构8两端中靠上一端，向上顶压容器座6抑制收集容器3向下运动或者使收集容器3向上运动。当收集容器3内的飞灰质量达到设定重量使收集容器3可以克服配重块9的重力作用时，收集容器3向下运动，同时容器座6顶推收集容器作用端向下运动，在杠杆作用下，配重端向上运动接触触点71，测量模块5控制测量探头4开始测量。为使收集容器作用端与容器座6配合更加稳定，杠杆机构8于收集容器作用端设有尼龙圆球82，尼龙圆球82可减小收集容器作用端在配重端作用下与容器座6相互顶压作用的接触面积，增大作用压强。容器座6的下端设有接触板62，接触板62的横截面积大于容器座6于滑动套管13内的滑动部分的横截面积。

在本实施例中，为使飞灰测量系统内部结构紧凑合理，并提高飞灰取样装置2与收集容器3间的排料效率，当收集容器3内的飞灰质量未到达设定重量，在收集容器作用端的顶压作用下，收集容器3上端面与取样容器2上下压紧配合。飞灰取样装置2的下端于排料口处为分体结构，包括取样装置外壳和底座法兰22，取样装置外壳和底座法兰22安装于机架1上用于固定飞灰取样装置2的取样装置安装架11上，取样装置安装架11沿水平方向延伸。取样装置外壳和底座法兰22分别位于取样装置安装架11的上下两侧。取样装置外壳的下端设有法兰21，取样装置安装架11上设有螺栓安装孔和供飞灰通过的飞灰通道。通过螺栓依次穿装过法兰21、安装架11的螺栓安装孔和底座法兰22，将飞灰取样装置2安装于取样装置安装架11上且取样装置安装架11被夹紧在取样装置外壳和底座法兰22中间。为进一步提高收集容器3的收集效率，法兰21与取样装置安装架11之间设有密封垫27，取样装置安装架11和底座法兰22之间设有密封圈23，实现取样装置安装架11与收集容器3之间保持密封。底座法兰22上开有槽口朝下的环形槽，环形槽内安装有环形密封垫25，且环形密封垫25下方设有压板24，通过压板24将环形密封垫25压装在底座法兰22上，压板24为环形，环形的压板中部开孔尺寸大于收集容器3上端的外部尺寸，以使收集容器3在收集容器作用端下与飞灰取样装置2上下顶压配合时其开口处的上端面能够直接顶压环形密封垫25的下端面，收集容器3开口处的上端面构成在定量触发机构的收集容器作用端作用下与飞灰取样装置2的排料口处压紧密封的容器密封面。收集容器3与飞灰取样装置2保持密封配合，环形密封垫25的下端面构成与收集容器3的上端面配合的取样装置配合面。

另外，底座法兰22上设有向下凸出的引导部分，引导部分外部设有轴线沿上下方向延伸的锥形导向面26，锥形导向面26自上而下对应直径逐渐减小，对收集容器3运动起导向作用。

机架1上于收集容器3相对应的区域处设有窗口14，操作人员可从窗口14处将收集容器3从机架1内取出；并且容器座6的托盘61上还固连有操作手柄63，操作人员可通过下压操作手柄63使收集容器3与飞灰取样装置2分离，以便拿取收集容器3。

将本发明的飞灰测量系统用于测量烟道内的飞灰碳含量：由测量模块控制气泵使飞灰取样装置开始取样，飞灰沿排料口被排至收集容器内，收集容器内的飞灰质量逐渐增大，直到到达设定重量时收集容器克服配重块重力作用，收集容器向下移动，容器座下压尼龙圆球，使杠杆机构的收集容器作用端下移，同时配重端向上移动，配重端接触触点后触发触发模块，触发模块向测量模块传输测量启动信号，测量模块控制气泵关停不再进行取样，并使测量探头测量收集容器内的碳质量；根据配重块质量、杠杆机构两端到支点的长度比例关系和尼龙圆球的质量、收集容器空载的质量，可以得到收集容器内要克服配重块重力向下移动所需收集的飞灰质量，即能使定量触发机构触发触发模块的飞灰设定重量，继而得到收集容器内飞灰的碳含量。在测量完毕后，需要操作人员于窗口处下压操作手柄，取出收集容器，将收集容器内的飞灰倒出，再将空载的收集容器放入托盘中，准备进行下一次测量。每次测量时收集容器内的飞灰重量均为设定值，实现定量测量。值得说明的是，本发明中，连接于测量探头和测量模块之间的线路较长，其长度足够用于将收集容器拿出机架外。

本发明的飞灰测量系统，通过设置定量触发机构、触发模块和可沿机体上下活动的收集容器，使收集容器内飞灰收集至设定重量时测量探头自动进行测量，不需人工控制测量探头，也不用在取样前后反复称量收集容器质量以确定飞灰的质量，操作步骤较简单，测量较为方便。

本发明的飞灰测量系统的具体实施例2：

与实施例1不同的是，收集容器为普通烧瓶，测量探头安装在普通烧瓶的杯壁上。

本发明的飞灰测量系统的具体实施例3：

与实施例1不同的是，承托架上固定安装有压力传感器，压力传感器支撑于收集容器下方，对收集容器进行称重，压力传感器与触发模块连接向触发模块传递信息，当收集容器的质量达到设定重量后，触发模块被触发并向测量模块发送测量启动信号。

本发明的飞灰测量系统的具体实施例4：

与实施例1不同的是，定量触发机构为定滑轮机构，定滑轮机构包括定滑轮和绳索，定滑轮固定于承托架上，绳索的一端设有重量块，为配重端，另一端设有滑轮，承托架上还设有与滑轮上下导向滚动配合的滑槽，滑槽为收口槽结构，使滑轮运动过程中无法脱离滑槽；长度方向沿上下方向延伸的滑槽与滑轮配合，滑轮可于收口槽内上下移动；另外，滑槽的侧面槽壁上设有沿上下方向延伸的长圆孔，滑轮的轴从长圆孔穿出滑槽，其穿出滑槽外的轴端固定连接有支撑板，支撑板位于接触板的下方，与接触板互相顶压配合。滑轮所在的绳索一端为收集容器作用端，当收集容器内空载或者飞灰质量未达到设定重量时，收集容器质量无法克服配重端的重力作用，支撑板向接触板提供向上的顶压力抑制收集容器向下运动或者使收集容器向上运动。

本发明的飞灰测量系统的具体实施例5：

与实施例1不同的是，飞灰取样装置为取样器，取样器安装在烟道内部，对烟道内的飞灰进行取样并通过管路与收集容器连接。另外，取样器与测量模块连接，测量模块可控制取样器停止取样。

本发明的飞灰测量系统的具体实施例6：

与实施例1不同的是，当收集容器内空载时，滑动套管的下端与接触板上下挡止配合，且收集容器与取料装置于上下方向上间隔有一段距离，此实施例中，收集容器排料口处未设置密封圈、环形密封垫、引导部分和压板。

本发明的飞灰测量系统的具体实施例7：

与实施例1不同的是，飞灰取料装置上端设有吊架，通过吊架将飞灰取料装置悬挂在机架内，飞灰取料装置下端于排料口处连接有与收集容器开口柔性连接的柔性密封管，该柔性密封管将飞灰取料装置的排料口和收集容器开口都包含在其内部，柔性密封管使飞灰取料装置和收集容器之间保持密封，且柔性密封管的长度较长，不影响收集容器上下运动。

本发明的飞灰测量系统的具体实施例8：

与实施例1不同的是，底座法兰上未设有引导部分。

本发明的飞灰测量系统的具体实施例9：

与实施例1不同的是，容器座上未设置操作手柄，操作人员拿取收集容器时可直接对收集容器或者容器座进行操作。

本发明的飞灰测量系统的具体实施例10：

与实施例1不同的是，收集容器由结构强度较好的塑料材料制成，收集容器外周面直接与滑动套管内周面上下导向滑动配合，杠杆机构的收集容器作用端对收集容器作用时直接顶压收集容器的底部。

本发明的飞灰测量系统的具体实施例11：

与实施例1不同的是，触发模块包括微波探测器，微波探测器安装于承托架上，且能够于设定高度沿水平方向向配重端一侧的机架发射微波，触发模块能根据微波反射情况反映出配重端是否到达设定高度，当收集容器内的飞灰达到设定重量，配重块向上运动，到达微波探测器发射微波的设定高度后触发触发模块，测量模块控制测量探头进行测量。

本发明的飞灰测量系统的具体实施例12：

与实施例1不同的是，机架上于收集容器作用端下方固定设置有触发模块，触发模块上设有向上悬伸的触头，当收集容器克服配重块重力作用向下移动时，尼龙圆球接触触头触发触发模块，使测量探头开始测量。

本发明的飞灰测量装置的具体实施例，本实施例中的飞灰测量装置与本发明的飞灰测量系统的任意一个具体实施例中的飞灰测量装置结构相同，此处不再赘述。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。