专利名称：烟道飞灰含碳量监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种燃煤烟气的监测装置，具体是一种通过检测微 波在烟道中传输损耗的大小来确定飞灰含碳量的烟道飞灰含碳量监测 装置。
背景技术：
现有的利用微波传输进行烟道飞灰含碳量监测的装置通常包括有 分别设置在烟道两侧的微波发射装置和微波接收装置，微波在发射装置 至接收装置之间的烟道空间内传输过程中，由于飞灰吸收微波能量，使 接收到的微波信号发生衰减，由检测装置对这种衰减进行检测并计算即
可获得所对应的飞灰含碳量。例如，中国专利ZL01210622.4就公开了 这样一种监测装置。该装置虽然理论上可以对飞灰含碳量进行实时监 测，但实际使用过程中存在重大缺陷
1、由于烟道内壁对入射微波百分之百的反射在两个喇叭天线之 间的空间形成驻波场。接收天线接收到的微波功率几乎完全取决于接 收天线口面处的驻波相位(这个相位确定了接收天线口面处的场强) 而与飞灰含碳量的关系甚微小，由于烟道内气压温度等因素的变化， 烟道侧壁间的距离也变化。再加上微波的漂移(波长改变)，造成接 收天线口面处的驻波相位(因而场强)不断地随机改变，致使接收功 率无序变化。而飞灰含碳量的测量是要靠监测接收天线收到的微波功 率进行的，因此驻波相位的不稳定性成为一种严重的干扰，使飞灰含碳量的测量成为不可能。
2、使用喇叭天线发射和接收微波，这只能应用高频段(如X波段) 的微波。制造的产品使用的通常是9000MHZ的微波。由电介质物理学的 研究可知，飞灰中除碳以外的无机矿物粉末也吸收微波(电介质的极化 损耗)，吸收的功率和微波频率的平方成正比。在900眼HZ左右的高频 率下，无机矿物粉末吸收的微波功率相当强烈，它叠加到碳吸收的微波 功率之上成为对测碳的强大干扰。当煤种改变时无机矿物粉末的化学组 成也改变它们的介电常数也改变，因而吸收的微波功率也.改变。因此在 现有的这种必须使用高频微波的装置中，测碳的准确性受到煤种改变的 严重干扰。 发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是，提供一测碳准确度高、受燃煤 煤种变化影响小的烟道飞灰含碳量监测装置。
本实用新型的烟道飞灰含碳量监测装置由分别位于烟道两侧的微 波发射装置和微波接收检测装置组成，所述微波发射装置包括有微波 源，所述微波接收检测装置包括有用来对接收到的微波信号进行处理的 检测和运算模块，其特征是所述微波发射装置中还包括有位于烟道内 壁一侧并上、下布置的两个半波振子辐射器，每个半波振子辐射器的上、 下两臂之间通过半波长传输线连接，微波源经过一个微波功率分配器形 成两路功率相等的分支，两路分支由信号电缆分别连接到两个半波振子
辐射器的上臂上；所述微波接收检测装置中还包括有位于烟道内壁另一
侧并上、下布置的两个半波振子接收天线，每个半波振子接收天线的上、下两臂之间通过半波长传输线连接，两个半波振子接收天线的上臂均通 过信号电缆连接到一个功率合成器中，功率合成器的输出端连接到上述 检测和运算模块。
所述两个半波振子辐射器之间的距离为所传输的微波波长的一半， 所述两个半波振子接收天线之间的距离也为所传输的微波波长的一半。
所述半波振子辐射器背面和半波振子接收天线背面的烟道壁上分 别贴有微波吸收材料。
所述半波振子辐射器和半波振子接收天线分别通过绝缘子固定在 烟道壁上。
本实用新型的装置能够使用1000MHz以下的微波作为微波源，在测
碳过程中受飞灰中矿物粉末的影响小，因而不受燃煤煤种变化的影响；
同时通过半波振子的特珠设置，提高了检测的准确性。
图l是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型装置由微波发射装置和微波接收检测装置组成。
如图所示，微波发射装置包括有微波源l、功率分配器2、半波振 子辐射器3，半波振子辐射器3的上、下两臂之间通过半波长传输线4 连接，半波振子辐射器通过绝缘子5固定在烟道壁10上，半波振子辐 射器背面的烟道壁上贴有微波吸收材料6。微波接收检测装置包括有半 波振子接收天线，每个半波振子接收天线7、功率合成器8、检测和运 算模块9，半波振子接收天线7的上、下两臂之间也通过半波长传输线4连接，半波振子接收天线也通过绝缘子5固定在烟道壁10上，半波振 子接收天线背面的烟道壁上也贴有微波吸收材料6。
如图所示，本实用新型的实施例中，微波源1包括L波段微波信号 发生器和由PIN电调衰减器、第一功率分配器、第一检波器、差分放大 器、基准电压源和直流放大器构成的微波电平恒值伺服系统；功率分配 器2送出的微波送至两个半波振子辐射器3上臂，再由半波长传输线4 得到移相180°的微波信号馈至半波振子辐射器的下臂。
半波振子辐射器3对面的烟道壁上安装着接收端的半波振子接收 天线7。半波振子接收天线的上臂通过半波长传输线4达到半波振子接 收天线下臂反相馈电。两个半波振子接收天线的接收信号在功率合成器 8中合成后传送到由第二检波器和运算电路构成的微波检测和运算模块 9中。第二检波器中检波得到直流电压信号再送入运算电路，在运算电 路的中还需输入由锅炉集控室提供的烟道内飞灰流密度数据。运算电路 的输出为表征飞灰含碳量值的4 - 2 OmA的模拟电流信号。
微波发生器频率选择600MHz - 950MHz之间的某一固定频率为宜。
半波振子辐射器阵列和半波振子接收天线阵列中每两个半波振子 都相互平行上下安装以得到水平线极化波的发射和接收并减少烟气流 的阻力和磨损。微波吸收材料的粘贴范围应覆盖半波振子阵列左右各五 倍波长的距离，在此范围内的烟道上下壁也应粘贴微波吸收材料。
权利要求1、一种烟道飞灰含碳量监测装置，由分别位于烟道两侧的微波发射装置和微波接收检测装置组成，所述微波发射装置包括有微波源(1)，所述微波接收检测装置包括有用来对接收到的微波信号进行处理的检测和运算模块(9)，其特征是所述微波发射装置中还包括有位于烟道内壁一侧并上、下布置的两个半波振子辐射器(3)，每个半波振子辐射器的上、下两臂之间通过半波长传输线(4)连接，微波源(1)经过一个微波功率分配器(2)形成两路功率相等的分支，两路分支由信号电缆分别连接到两个半波振子辐射器的上臂上；所述微波接收检测装置中还包括有位于烟道内壁另一侧并上、下布置的两个半波振子接收天线(7)，每个半波振子接收天线的上、下两臂之间通过半波长传输线(4)连接，两个半波振子接收天线的上臂均通过信号电缆连接到一个功率合成器(8)中，功率合成器的输出端连接到上述检测和运算模块(9)。
2、 根据权利要求l所述的烟道飞灰含碳量监测装置，其特征是 所述两个半波振子辐射器之间的距离为所传输的微波波长的一半，所述 两个半波振子接收天线之间的距离也为所传输的微波波长的一半。
3、 根据权利要求1或2所述的烟道飞灰含碳量监测装置，其特征 是所述半波振子辐射器背面和半波振子接收天线背面的烟道壁上分别 贴有微波吸收材料(6)。
4、 根据权利要求1或2所述的烟道飞灰含碳量监测装置，其特征是所述半波振子辐射器和半波振子接收天线分别通过绝缘子(5)固 定在烟道壁上。
专利摘要本实用新型涉及一种燃煤烟气的监测装置，具体是一种通过检测微波在烟道中传输损耗的大小来确定飞灰含碳量的烟道飞灰含碳量监测装置。该装置由微波发射装置和微波接收检测装置组成，微波发射装置包括有微波源，微波接收检测装置包括有检测和运算模块；所述微波发射装置中还包括有两个半波振子辐射器，其上、下两臂之间通过半波长传输线连接，微波源经过功率分配器连接到两个半波振子辐射器的上臂上；微波接收检测装置中还包括有两个半波振子接收天线，其上、下两臂之间通过半波长传输线连接，其上臂通过信号电缆连接到功率合成器中，功率合成器的输出端连接到检测和运算模块。本实用新型测碳准确度高、受燃煤煤种变化影响小。
文档编号A61F9/013GK201353238SQ200820214539
公开日2009年12月2日 申请日期2008年12月23日 优先权日2008年12月23日
发明者施大荣, 杨万福, 郑中信 申请人:镇江施达尔电气有限公司