专利名称：环形传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种传感器，特别涉及一种用于煤粉流程检测系 统中的环形传感器。
背景技术：
现有用于测量煤粉流的传感器多数采用探针式传感器，这样他们 只提取探针附近区域内的煤粉信息，如果煤粉刚好没有从探针附近经 过，测得的信号将4艮微弱，甚至没有信号，此时测出的结果是不准确
的，测量不具代表性。 一台磨煤机的8条输煤管道的取样时间往往需 要花几个小时，其间磨煤机的运行情况已经发生改变，故原取样管道 的煤粉量也随之改变了，且这种操作既费力又烦瑣，测量的数据参考 价值还不大。
另外，现有技术中多半是将探针插入到主管道中，因而测量的数 据极大地受煤粉较高的冲击速度和磨损所影响。这些传感器需要更换 或者需要用更好的耐磨材料来生产，这样不仅降低了探测信号的质量， 而且造成较高的维护费用。此外，探针慢慢的净皮磨损，因而信号也会 变得越来越弱，这就使得很难保证测量的精确性。
实用新型内容
为了克服现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型提供了一种能 够实现煤粉管道的全截面测量，同时柱状、绳状和旋曲状的煤粉流不 会对测量造成影响的环形传感器。为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的 一种 环形传感器，包括静电感应圈、电子装置和信号处理装置，所述静电 感应圈与电子装置连接，所述电子装置连接到信号处理装置上。
作为优选，所述静电感应圈为圓环状。
作为优选，所述环形传感器还包括一环形固体保护套，所述环形 固体保护套的内侧壁上开有环形凹槽，所述静电感应圈设置于环形凹 槽内。
作为优选，所述静电感应圈与电子装置通过N型连接器(N - type' Connectors )和^氐压多芯电缆连接。
作为优选，所述"l争电感应圈为两个，两个静电感应圈之间的距离 为40mm。
作为优选，所述电子装置包括传感器信号输入模块,屏障电路，差 分信号放大器和信号输出模块，所述传感器信号输入模块与静电感应 圈连接，接收静电感应圈输入的信号，传感器信号输入^f莫块同时与差 分信号放大器连接，将输入的信号放大，差分信号放大器再连接到屏 障电路，经过抗干扰处理后通过信号输出模块传出^M言号处理装置。
本实用新型的电子装置除了具有良好的安全性能以外，最大的优 点是
1、 低强度的静态信号被放大，这就使信号在经过长距离传输后的 损耗减少了 。
2、 差分信号放大器实际上消除了电厂噪音对信号的干扰，这对于 快速的测量和控制非常重要.
3、 其他厂家的系统没有这样的信号处理过程,采用滚动平均值的 方法来测量或传输数据，这样的到的数据误差较大，容易被干扰，因 而不利于依据其值来调节控制器。普玛斯测量仅仅需要1. 5秒钟的时间，这对任何利用传感器所提供的数据实施控制目的来说都是非常理 想的。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于
1、 本实用新型的传感器没有被插入到管道中，不会影响煤粉流速； 也不会发生探针式传感器常出现的阻塞现象，减少了维护的时间和费 用。
2、 本实用新型传感器的圓环嵌入固体金属保护套内，金属保护套 与煤粉管道连接在一起，组成管道的一部分，传感器的内壁都是光滑 的，可以相对减少煤粉冲击的磨损，且不受来自磨煤机高压的影响， 设备经过较长时间的使用，也不会出现测量受影响而不准确的现象。
因此本实用新型的传感器不会像探针式传感器一样，经过一段时间的 使用，探针被磨损，从而造成信号不准确，而需要被替换。因此本实 用新型的传感器寿命较长，而且每年需要的维护量^艮小。安装在测量 地方的环形传感器不会被碰撞，磨损极小，可以保证测量结果的稳定 性和有效性。
3、 环形传感器能够测量通过管道横截面静电变化的平均值，不受 煤粉流分布的影响，不论煤粉是从任何位置上经过管道横截面，都可 以测出通过它的总静电电荷，从而得出一个更准确的测量值。此外， 环形传感器的测量是在线实时的，可以测出煤粉速度绝对值，燃烧器 煤粉分配，相对煤粉装载量(密相)，流量比-每条管道分配与总输 入量(磨煤机给煤率或相关值)。运行人员可以通过输出显示装置上 的数值来调节各个管道的煤粉比例，使其分配均匀，并调节一次风速, 以改善煤粉分配，达到更合理的风煤比，提高燃烧器的燃烧效率。
4、 在测量过程中，两个传感器配合使用，两个传感器的两个环的 结构允许横截面的测量在制造的过程中可以有较高的允许公差。
图1为本实用新型整体结构示意图。
图2为本实用新型信号处理装置内部结构图。
图3为本实用新型安装在煤粉管道中的局部剖图。
图4为本实用新型安装在煤粉管道中显示煤粉管道长度比例的结构示
图5为没有设置差分;^丈大器信号处理波形图。
图6为本实用新型增设差分放大器后的信号处理波形图
图7为静电感应圏的外延部分和电子装置的连接结构图
图8为电子装置结构框图。
附图标记
2-电子装置 5-法兰
8-电源输入隔离 11-信号输入模块 14-模拟输入终端
l-l争电感应圈 4-煤粉管道 7-电源 10-计算机 13-电流4#出终端 16-接地和无线局域网卡 18-环形固体保护套 20-低压多芯电缆
3-信号处理装置 6-N型连接器 9-电流输入才莫块 12-信号输入板 15-转换接口
17-程序存储单元 19 -连接电缆
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述，但 不作为对本实用新型的限定。
如图l所示，本实用新型的环形传感器包括静电感应圏1、电子装置2和信号处理装置3，所述静电感应圏l与电子装置2连接，所述电 子装置2连接到信号处理装置3上。所述静电感库圈1的形状为圆环 状。作为优选，所述静电感应圈1可以为两个，两个静电感应圈1之 间的距离为40mm。为了在使用或安装中方便，所述环形传感器还包括 一环形固体保护套18,所述环形固体保护套18的内侧壁上开有环形凹 槽，所述静电感应圈l设置于环形凹槽内。如图7所示，所述静电感 应圈1与电子装置2通过N型连接器6和连接电缆19连接，电子装置 2通过低压多芯电缆20与信号处理装置3连接。
如图8所示，所述电子装置包括传感器信号输入模块，屏障电路， 差分信号放大器和信号输出模块，所述传感器信号输入模块与静电感 应圈连接，接收静电感应圈输入的信号，传感器信号输入模块同时与 差分信号放大器连接，将输入的信号放大，差分信号放大器再连接到 屏障电路，经过抗干扰处理后通过信号输出模块传出给信号处理装置。
对于一般的传感器输出的信号，其信号都相对较弱。当受到温度， 噪音，电磁干扰等因素时，将严重影响信号，如图5当输入信号是正 弦波，在t0时刻遇到一个0. 3v的干扰信号，此时接受的信号与实际 信号将产生较大偏差。
在差分式电路中，无论是温度变化，还是电源电压的波动，都会 引起两管集电极电流以及相应的集电极电压相同的变化，此效果相当 于在两个输入端加入了共模信号，由于电路的对称性，可使输出电压 不变，从而抑制了零点漂移。如图6所示，将需要放大的信号分成大 小相等方向相反的两个部分，加在电路的两个输入端仏l和,即 =—仏'2 。如图6所示，t。时刻以前w。 = A — m'2) = 2Am" ， t。 时刻后，遇到了 0.3 v的干扰信号，此影响对W/1和W^产生的作用相 同，因此输出等于w。 = A[(仏i十Am)-+ Aw)] = A — = 2A仏i ,所以此干扰信号没有对输出造成影响。可见此电路放大了差模信号， 抑制了共模信号，即差动放大器一方面起到了放大信号的作用，同时 抑制了零漂和干扰，在本装置中是个必要的环节。
放大的测量信号被传输到信号处理装置，在这里煤的速度和浓度 的信号从其他的由周围环境产生的静电噪音干扰信号中分离了出来， 这样就最大程度的保证了测量数据的准确性。
如图2所示，所述信号处理装置包括电源7、电源输入隔离8、电 流输入模块9、计算机IO、信号输入模块ll、信号输入板12、电流输 出终端13、模拟输入终端14、转换接口 15、接地和无线局域网卡16 和程序存储单元17。所述的信号处理装置为现有技术，在此不再详细 甘苗述。
如图3、图4所示，显示出本实用新型的两个环形传感器安装于 煤粉管道4上，即将设置有两个静电感应圈1的环形固体保护套18通 过两个法兰5分别套装在煤粉管道4上，所述环形固体保护套18的内 径与煤粉管道4的内径相同，使环形传感器成为煤粉管道4的一部分， 并且环形固体保护套18的内壁是光滑的，可以相对减少煤粉冲击的磨 损，且不受来自磨煤机高压的影响，设备经过较长时间的使用，也不 会出现测量不准确的现象，因此使用寿命长，每年的维护量很小。本 实用新型的环形传感器将静电感应圏1成为煤粉管道壁的一部分，煤 粉垂直通过环形静电管应圈，可以测量通过煤粉管道4的横截面的煤 粉的流速，得到平均的静电电荷具有代表性。
如图4所示，为了得到准确的测量结果，设置在煤粉管道4上的 环形传感器与其相邻的管道弯头之间的距离最好是距离上流管道弯 头为5倍煤粉管道的直径距离，距离下流道弯头为l倍煤粉管道的直 径距离。
权利要求1、一种环形传感器，其特征在于，包括静电感应圈、电子装置和信号处理装置，所述静电感应圈与电子装置连接，所述电子装置连接到信号处理装置上。
2、 根据权利要求l所述的环形传感器，其特征在于，所述电子装 置包括传感器信号输入模块，屏障电路，差分信号放大器和信号输出模 块，所述传感器信号输入模块与静电感应圈连接，传感器信号输入模 块同时与差分信号放大器连接，差分信号放大器再连接到屏障电路， 屏障电路与信号输出模块连接，所述信号输出模块连接到信号处理装 置的信号输入模块上，所述静电感应圈的信号通过电子装置的输入模 块输入到电子装置中，经差分信号放大器后进入屏障电路，之后通过 信号输出模块传出给信号处理装置。
3、 根据权利要求1或2所述的环形传感器，其特征在于，所述静 电感应圈为圆环状。
4、 根据权利要求3所述的环形传感器，其特征在于，所述环形传 感器还包括一环形固体保护套，所述环形固体保护套的内侧壁上开有 环形凹槽，所述静电感应圈设置于环形凹槽内。
5、 根据权利要求3所述的环形传感器，其特征在于，所述静电感 应圈与电子装置通过N型连接器和低压多芯电缆连接。
6、 根据权利要求3所述的环形传感器，其特征在于，所述静电感 应圈为两个，两个l争电感应圈之间的3巨离为40mm。
专利摘要本实用新型公开了一种环形传感器，包括静电感应圈、电子装置和信号处理装置，所述静电感应圈与电子装置连接，所述电子装置连接到信号处理装置上。所述静电感应圈为圆环状。所述环形传感器还包括一环形固体保护套，所述环形固体保护套的内侧壁上开有环形凹槽，所述静电感应圈设置于环形凹槽内。所述静电感应圈与电子装置通过N型连接器和低压多芯电缆连接。本实用新型使用寿命长，可准确测量通过煤粉管道横截面的煤粉流速。
文档编号G01R29/12GK201145710SQ20072031019
公开日2008年11月5日 申请日期2007年12月27日 优先权日2007年12月27日
发明者雷·可史 申请人:英国格林奔科集团有限公司