专利名称：气力输送管道中煤粉沉积工况的实时测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于气固两相流检测技术领域，特别涉及一种气力输送管道中煤粉沉积工况的实时测量装置。
背景技术：
燃煤发电厂气力输送管道中煤粉沉积工况的实时检测属于气固二相流检测技术领域与锅炉运行安全性、经济性直接相关，在过去的几十年中，工程界提出了多种用于气固两相流体参数的实时检测的测量方法，包括热平衡法、压降法、电容层析成像法、文丘里管法、微波法、静电法等，在这些方法中只有电容层析成像法可以检测到煤粉沉积工况，但电容式传感器属于“软场感测型”，煤粉沉积工况的检测受温度、湿度、压力、煤种等因素变化的影响，煤粉沉积工况实时检测的有效性不能得到保证。·[0003]在“I. R. Barratt, Y. Yan, B. Byrne, M. S. A. Bradley. Mass flow measurementof pneumatically conveyed solids using radiometric sensor. Flow Measurementand Instrumentation 11 (2000) 223-235”一文中提出了一种基于Y射线吸收法的气固二相流固相浓度的测量方法，此方法亦可应用于煤粉沉积工况的检测，为保证Y光束相互平行，要求方案中的线状放射源、源准直器、Y射线探测器准直器、射线探测阵列必须在一条垂直于被测管道的直线上排列，再加上射线防护罩，使得设备占用的安装空间很大，该测量装置在工程中应用受到现场场地条件的限制；又由于Y射线需透射双层测量管壁，对Y源的放射性活度要求大，导致对Y射线防护要求等级高。
实用新型内容本实用新型的目的是针对现有辐射传感器占用安装空间大以及Y源放射性活度大的局限性，提出基于Y射线吸收法的一种气力输送管道中煤粉沉积工况的实时测量装置，其特征在于，该实时测量装置由点Y射线源、准直器、传感器管段、电离室、静电计、Y射线屏蔽罩和微机信号处理系统组成，其特征在于传感器管段通过法兰12、密封垫片8连接在被测气力输送管道7上；点Y射线源I布置在测量管道横截面的中心位置，点Y射线源I放置在准直器4内成为一体，该准直器只在铅垂线上沿半径方向上、下开孔，然后置于Al2O3耐磨陶瓷包壳5内，Al2O3耐磨陶瓷包壳5经过Al2O3耐磨陶瓷连接肋片13与测量管道壁相连，Y射线探测电离室9装在测量管道壁外圆周上，并与点Y射线源I布置在一个平面内；一个电离室配一个静电计10 ;静电计10输出连接微机信号处理系统。所述传感器管段为Al2O3陶瓷衬里14与可伐合金外壳11复合管段，环形铅制屏蔽罩15包围传感器管段。所述准直器4由可伐合金制造而成。本实用新型的有益效果是I.采用点Y射线源，布置在倾斜角度最小的管段横截面中心，源准直器只在沿铅垂线半径方向上、下开孔，电离室及静电计于传感器管道外沿铅垂线正对准直器开孔上下布置，环形Y射线屏蔽罩固定在传感器管道的外围，使得传感器设备占用现场空间明显减小，且传感器制造成本减少，Y射线防护要求降低；2. Y射线只需要穿透单侧传感器测量管段，对点Y源的放射性活度要求低，易于防护，传感器管道外围Y射线屏蔽罩要求等级低，同时也减少了设备所占用现场空间。
图I为Y射线吸收法测量装置测量管段纵剖面示意图图2为Y射线吸收法测量装置测量管段横剖面示意图
具体实施方式
本实用新型是提供一种用于气力输送管道中煤粉沉积工况的实时检测装置，点Y源的放射性活度要求明显减小，同时在很大程度上减少了传感器设备的占用空间，几乎不受现场场地条件的限制。
以下结合附图及最佳实施案例对本实用新型作进一步说明。在图1、2中，传感器安装位置选择在管道倾斜角度最小的管段。传感器Al2O3陶瓷衬里14与可伐合金外壳11复合管段通过传感器管段法兰12、密封垫片8与被测管道7的连接；点Y射线源I布置在测量管道横截面的中心位置，准直器4由可伐合金制造而成，将Y射线源I与准直器4制造为一体置于Al2O3耐磨陶瓷包壳5内，Al2O3耐磨陶瓷包壳5经过Al2O3耐磨陶瓷连接肋片13与测量管壁相连；在一定温度范围内，可伐合金与Al2O3陶瓷的线涨系数相同或相近，故可用Al2O3陶瓷制作点Y射线源与源准直器的耐磨包壳；传感器的Y射线源I为点状Y源，Y点源I经准直器4沿铅垂线方向向上、向下分别以窄束射线形式透射Al2O3耐磨陶瓷包壳5后照射传感器管段中的风粉二相流体3，并穿透传感器管段的Al2O3陶瓷衬里14与可伐合金外壳11到达Y射线探测电离室9，在穿透传感器管段后射线强度衰减，强度衰减后的Y光射线照射到电离室，使电离室内所充惰性气体氙电离，产生正负粒子，这些粒子被直流高压电极板收集形成电离电流，再经与该电离室相配的静电计10将电离电流转化成直流电压输出；封闭环形Y射线铅制屏蔽罩15固定传感器管道的外围，对穿透探测器的Y射线进行屏蔽，选择合适的屏蔽罩铅板的厚度，可使屏蔽罩外环境中的Y射线强度在国家规定的标准范围内；静电计10的输出电压Utl输送至微机信号处理系统，Utl表征透射的Y射线强度，同样表征着气力输送管道中心上、下铅垂线上煤粉的等效堆积厚度。所述煤粉沉积工况检测装置工作原理如下点Y射线源发出的窄束Y光子经准直器沿铅垂线的上下开孔，照射测量截面在铅垂线上的风粉两相流体，输粉热风对Y射线的吸收系数与煤粉相比很小，可以忽略不计。根据Y射线与物质间的相互作用规律有I(t) = I0e-uun(I)(I)式中，Itl表示在传感器管段内无介质的时候照射充疝气电离室的Y射线强度；I (t)表示在传感器管段内有煤粉的时候的衰减射线强度；μ表示煤粉线性吸收系数；x(t)表不煤粉等效厚度。则t时刻煤粉自管道轴心沿铅垂线方向向上、向下的等效堆积厚度x±(t)、X τ(t)分别为
权利要求1.一种气力输送管道中煤粉沉积工况的实时测量装置，其特征在于，该实时测量装置由点Y射线源、准直器、传感器管段、电离室、静电计、Y射线屏蔽罩和微机信号处理系统组成，其特征在于传感器管段布置在管道倾斜角度最小的管段，传感器管段通过法兰(12)、密封垫片(8)连接在被测气力输送管道(7)上；点Y射线源(I)布置在测量管道横截面的中心位置，点Y射线源(I)放置在Y射线源准直器(4)内成为一体，然后置于Al2O3耐磨陶瓷包壳(5)内，Al2O3耐磨陶瓷包壳(5)经过Al2O3耐磨陶瓷连接肋片(13)与测量管道壁相连，Y射线探测电离室(9)装在测量管道壁外圆周上，并与点Y射线源(I)布置在一个平面内；一个电离室配一个静电计(10)，静电计(10)输出连接微机信号处理系统。
2.根据权利要求I所述气力输送管道中煤粉沉积工况的实时测量装置，其特征在于，所述传感器管段为Al2O3陶瓷衬里(14)与可伐合金外壳(11)复合管段，环形铅制屏蔽罩(15)包围传感器管段。
3.根据权利要求I所述气力输送管道中煤粉沉积工况的实时测量装置，其特征在于，所述准直器(4)由可伐合金制造而成。
4.根据权利要求书I所述气力输送管道中煤粉沉积工况实时测量装置，其特征在于，所述准直器(4)只在同一直径的两半径上开孔，该直径在传感器安装时与铅垂线重合。
专利摘要本实用新型公开了属于气固二相流检测技术领域的一种气力输送管道中煤粉沉积工况的实时检测装置。该检测装置的传感器复合管段通过法兰与被测管道连接，点γ射线源管道轴心布置，平行窄束γ射线经准直器自管道轴心沿铅垂线方向上下出射，γ射线探测电离室传感器管壁外布置。γ射线只需要穿透单侧传感器管壁，通过比较γ射线探测电离室输出电压值的大小用以表征是否出现了煤粉沉积工况，本实用新型的γ射线源的活度要求降低，测量装置占用现场空间明显减小，易于防护，传感器制造成本减少，γ射线防护要求明显降低，同时也减少了设备所占用现场空间选择屏蔽铅板的厚度，使环形屏蔽罩外的γ射线放射性水平在国家标准规定的安全范围以内。
文档编号G01B15/02GK202770736SQ201220349710
公开日2013年3月6日 申请日期2012年7月18日 优先权日2012年7月18日
发明者段泉圣, 高秋生, 张帅, 杨国田, 王丽翠, 马登昌 申请人:华北电力大学