專利名稱：汽輪機(jī)排汽濕度在線監(jiān)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及流動(dòng)濕蒸汽濕度在線測(cè)量裝置，特別涉及一種對(duì)凝氣式汽輪機(jī)排汽濕度進(jìn)行長期連續(xù)在線監(jiān)測(cè)的裝置。
背景技術(shù)：
汽輪機(jī)排汽濕度測(cè)量方法主要有光學(xué)法和加熱法，迄今為止，尚沒有一種能夠?qū)ζ啓C(jī)排汽濕度進(jìn)行長期連續(xù)在線監(jiān)測(cè)的裝置，來滿足生產(chǎn)實(shí)際需要，大多處于實(shí)驗(yàn)研究階段。光學(xué)法汽輪機(jī)排汽濕度測(cè)量裝置的光學(xué)窗口，很容易結(jié)露而影響實(shí)際應(yīng)用。中國專利申請(qǐng)?zhí)?5103642公布了“電加熱計(jì)法濕度探針”，它由一個(gè)電加熱器、導(dǎo)流定位真空套、流量孔裝置與調(diào)整機(jī)構(gòu)相連接的聯(lián)軸器組成。該濕度探針測(cè)量時(shí)將取樣蒸汽抽出汽輪機(jī)外，對(duì)待測(cè)蒸汽的濕度有干擾，同時(shí)未考慮蒸汽散熱量對(duì)濕度測(cè)量的影響。而采用孔板測(cè)流量加大了流動(dòng)阻力，對(duì)抽真空設(shè)備要求高。由于是取樣測(cè)量，不能夠?qū)崿F(xiàn)長期連續(xù)在線監(jiān)測(cè)。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種對(duì)被測(cè)蒸汽的濕度干擾小而且無需抽吸取樣，測(cè)量精度高的凝汽式汽輪機(jī)排汽濕度在線監(jiān)測(cè)裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)長期連續(xù)在線測(cè)量，滿足生產(chǎn)實(shí)際的要求。
本實(shí)用新型的目的是通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的一種對(duì)凝汽式汽輪機(jī)排汽濕度進(jìn)行長期連續(xù)在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于該裝置設(shè)在汽輪機(jī)低壓汽缸排汽管內(nèi)，主要是由探頭，電纜及電纜密封裝置，數(shù)據(jù)采集控制裝置，電源和導(dǎo)線及引線組成；所述的探頭設(shè)有蒸發(fā)段加熱管，過熱段加熱管，該兩段加熱管處于外套筒內(nèi)；兩段加熱管內(nèi)外側(cè)表面均設(shè)有陶瓷絕緣層，于兩段加熱管外表面陶瓷層外，緊密纏繞包覆鐵氟龍(PTFE聚四氟乙烯)絕緣皮層的碳纖維加熱絲構(gòu)成加熱層，于該二加熱層外緊密纏繞硅酸鋁繩構(gòu)成絕熱層；在上述二加熱層表面至少分別均勻布設(shè)10只片形溫度傳感器，在二絕熱層表面亦至少分別均勻布設(shè)10只片形溫度傳感器；在蒸發(fā)段加熱管自由端裝有前傳感器座，于該前傳感器座的同一橫截面上裝有兩只插式溫度傳感器，在過熱段加熱管自由端裝有后傳感器座，于該后傳感器座的同一橫截面上裝有兩只插式溫度傳感器和一只壓力傳感器；在蒸發(fā)段加熱管和過熱段加熱管之間通過中傳感器座將其連接，在該中傳感器座的同一橫截面上裝有兩只插式溫度傳感器、一只壓力傳感器；蒸發(fā)段加熱管的一端通過螺紋與前傳感器座相連，另一端通過螺紋與中傳感器座相連；過熱段加熱管的一端通過螺紋與后傳感器座相連，其另一端與中傳感器座以螺紋連接；前傳感器座與呈雙錐形探頭頭部之間為配合連接；后傳感器座用探頭法蘭蓋壓緊，該探頭法蘭蓋與探頭法蘭盤用螺栓連接，二者之間設(shè)有探頭密封墊片；外套筒一端焊接在探頭頭部上，另一端焊接在探頭法蘭盤上。該外套筒通過至少兩組定位支架固定在汽缸壁上；上述二絕熱層與外套筒之間為密封套筒；上述提及的二絕熱層與密封套筒之間為空腔，向該空腔內(nèi)灌注環(huán)氧樹脂構(gòu)成探頭密封層，該密封層用于密封探頭和絕緣引線。于所述的二絕熱層與密封套筒之間的空腔內(nèi)，所有傳感器及加熱層的加熱絲的引線均與電纜相連，通過電纜密封裝置從汽輪機(jī)低壓缸內(nèi)引出，與數(shù)據(jù)采集控制裝置相連。
上述的在線監(jiān)測(cè)裝置，其所述的電纜密封裝置主要由電纜套管、穿壁管、汽缸法蘭盤、汽缸法蘭蓋、密封接頭、密封襯套、密封壓蓋組成。所述的汽缸法蘭盤焊在汽缸壁新開孔的外側(cè)；穿壁管穿過汽缸法蘭蓋和汽缸壁上的新開的孔，焊在汽缸法蘭蓋上。汽缸法蘭盤與汽缸法蘭蓋之間用汽缸螺栓連接固定，二者之間設(shè)有汽缸密封墊片。穿壁管的一端通過標(biāo)準(zhǔn)電纜套管接頭以螺紋與探頭引出的電纜套管連接，其另一端與密封接頭以螺紋相連；密封壓蓋以螺紋與密封接頭相連，同時(shí)密封壓蓋將密封襯套與密封接頭之間的密封填料壓緊。
上述的在線監(jiān)測(cè)裝置，其所述的數(shù)據(jù)采集控制裝置主要由8031單片機(jī)，電阻調(diào)理板，調(diào)壓模塊，繼電器，交流接觸器，看門狗電路，鍵盤液晶顯示窗，微型打印機(jī)及數(shù)據(jù)采集控制軟件組成。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下的顯著的技術(shù)進(jìn)步1.被測(cè)蒸汽自由流過探頭，無需抽吸取樣，對(duì)被測(cè)蒸汽的濕度干擾?。?.取消了真空設(shè)備，安裝、維護(hù)方便，運(yùn)行消耗很小，對(duì)正常生產(chǎn)沒有影響；3.在計(jì)算濕度時(shí)充分考慮了散熱量損失，精度較高；4.濕度的測(cè)量由數(shù)據(jù)采集控制裝置自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，并可以為其它設(shè)備提供濕度的數(shù)據(jù)接口；5.能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)凝汽式汽輪機(jī)排汽濕度進(jìn)行長期穩(wěn)定連續(xù)在線監(jiān)測(cè)。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實(shí)用新型的探頭結(jié)構(gòu)示意圖圖3為本實(shí)用新型的電纜密封裝置結(jié)構(gòu)示意圖圖4為本實(shí)用新型雙段加熱法測(cè)量原理圖圖5為本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)采集控制裝置硬件系統(tǒng)圖圖6為本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)采集控制裝置軟件框圖，其中1-探頭 2-電纜套管接頭 3-汽缸壁4-電纜 5-數(shù)據(jù)采集控制裝置 6-探頭頭部7-前傳感器座8-插式溫度傳感器 9-片形溫度傳感器10-外套筒 11-定位支架12-密封套筒13-中傳感器座 14-絕熱層 15-加熱絲16-后傳感器座 17-電纜套管18-探頭法蘭蓋19-探頭密封墊片 20-探頭法蘭盤 21-探頭螺栓22-壓力傳感器 23-蒸發(fā)段加熱管24-過熱段加熱管25-穿壁管 26-汽缸法蘭盤 27-汽缸法蘭蓋
28-彈簧墊片29-汽缸螺栓30-汽缸密封墊片31-密封接頭32-密封填料33-密封襯套34-密封壓蓋為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型并提高濕度測(cè)量精度，建立了數(shù)學(xué)模型，提出了汽輪機(jī)排汽濕度計(jì)算公式。參見附圖4，汽輪機(jī)排出的濕蒸汽自由流過等直徑的圓管，采用雙段加熱方法，即分別對(duì)蒸發(fā)段L0和過熱段L1進(jìn)行電加熱，使?jié)裾羝患訜嶙兂蛇^熱蒸汽。在蒸發(fā)段內(nèi)濕蒸汽被加熱為干蒸汽，在過熱段內(nèi)被加熱為過熱蒸汽。依據(jù)熱平衡方程，通過測(cè)量蒸發(fā)段進(jìn)口飽和濕蒸汽的溫度t0、蒸發(fā)段出口(即過熱段進(jìn)口)的溫度t1和壓力P1、過熱段出口的溫度t2和壓力P2，及蒸發(fā)段傳給蒸汽的加熱量Q0和過熱段傳給蒸汽的加熱量Q1，即可計(jì)算出進(jìn)入探頭內(nèi)的濕蒸汽的濕度，其能量平衡方程式如下過熱段上L1
蒸發(fā)段L0
濕蒸汽的焓值由下式計(jì)算h0＝Y(jié)0h0′+(1-Y0)h0″(3)式(1)中c1，c2分別為過熱段進(jìn)、出口蒸汽流速，式(2)中c0為蒸發(fā)段進(jìn)口蒸汽流速，其中 與h2-h1相比， 與h1-h0相比都很小，可忽略不計(jì)，式(1)(2)可簡(jiǎn)化為過熱段L1Q1m=h2-h1...(4)]]>蒸發(fā)段上L0Q0m=h1-h0...(5)]]>由式(4)得到蒸汽質(zhì)量流量為m=Q1h2-h1...(6)]]>式(4)中Q1=W1-2πλ1L1(twi1-two1)lndodi...(7)]]>
式(5)中Q0=W0-2πλ0L0(twi0-two0)lndodi...(8)]]>由式(3)(5)(6)(7)(8)最終得出探頭入口處飽和濕蒸汽濕度的計(jì)算式Y(jié)0=[W0-2πλ0L0(twi0-two0)lndodi](h2-h1)[W1-2πλ1L1(twi1-two1)lndodi](h0″-h0′)-h1-h0′′h0′′-h0′---(9)]]>各測(cè)量元件測(cè)量值或經(jīng)過計(jì)算的值設(shè)定如下t0-位于前傳感器座上的插式溫度傳感器測(cè)得的蒸發(fā)段入口飽和蒸汽溫度，是兩個(gè)溫度傳感器測(cè)量值的平均值；t1-位于中傳感器座上的插式溫度傳感器測(cè)得的蒸發(fā)段出口(即過熱段進(jìn)口)蒸汽溫度，是兩個(gè)溫度傳感器測(cè)量值的平均值；t2-位于后傳感器座上的插式溫度傳感器測(cè)得的過熱段出口過熱蒸汽溫度，是兩個(gè)溫度傳感器測(cè)量值的平均值；P1-位于中傳感器座上的壓力傳感器測(cè)得的過熱段進(jìn)口蒸汽壓力；P2-位于后傳感器座上的壓力傳感器測(cè)得的過熱段出口蒸汽壓力；twi0-蒸發(fā)段上片形溫度傳感器測(cè)得的探頭加熱層外壁溫度，是多個(gè)溫度傳感器測(cè)量值的平均值；twil-過熱段上片形溫度傳感器測(cè)得的探頭加熱層外壁溫度，是多個(gè)溫度傳感器測(cè)量值的平均值；two0-蒸發(fā)段上片形溫度傳感器測(cè)得的探頭絕熱層外壁溫度，是多個(gè)溫度傳感器測(cè)量值的平均值；two1-過熱段上片形溫度傳感器測(cè)得的探頭絕熱層外壁溫度，是多個(gè)溫度傳感器測(cè)量值的平均值；W0-蒸發(fā)段加熱絲的電加熱功率，由數(shù)據(jù)采集控制裝置內(nèi)加熱控制電壓調(diào)整子程序給定的加熱電壓經(jīng)濕度計(jì)算子程序得到；W1-過熱段加熱絲的電加熱功率，由數(shù)據(jù)采集控制裝置內(nèi)加熱控制電壓調(diào)整子程序給定的加熱電壓經(jīng)濕度計(jì)算子程序得到；λ0-探頭蒸發(fā)段絕熱層的導(dǎo)熱系數(shù)，預(yù)先測(cè)定；λ1-探頭過熱段絕熱層的導(dǎo)熱系數(shù)，預(yù)先測(cè)定；d0-探頭絕熱層外直徑，已知的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)值；di-探頭絕熱層內(nèi)直徑，已知的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)值；L0-探頭蒸發(fā)段絕熱層的長度，已知的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)值；L1-探頭過熱段絕熱層的長度，已知的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)值；h1-過熱段進(jìn)口(即蒸發(fā)段出口)處的過熱蒸汽焓，由t1，P1查水蒸汽性質(zhì)表得到，由數(shù)據(jù)采集控制裝置內(nèi)濕度計(jì)算子程序?qū)崿F(xiàn)；
h2-過熱段出口處的過熱蒸汽焓，由t2，P2查水蒸汽性質(zhì)表得到，由數(shù)據(jù)采集控制裝置內(nèi)濕度計(jì)算子程序?qū)崿F(xiàn)；h0-探頭蒸發(fā)段入口飽和蒸汽焓，推倒公式用中間量；h0′-探頭蒸發(fā)段入口飽和蒸汽溫度對(duì)應(yīng)的飽和水焓，由t0查水蒸汽性質(zhì)表得到，由數(shù)據(jù)采集控制裝置內(nèi)濕度計(jì)算子程序?qū)崿F(xiàn)；h0″-探頭蒸發(fā)段入口飽和蒸汽溫度對(duì)應(yīng)的飽和汽焓，由t0查水蒸汽性質(zhì)表得到，由數(shù)據(jù)采集控制裝置內(nèi)濕度計(jì)算子程序?qū)崿F(xiàn)；Q0-流經(jīng)探頭蒸發(fā)段的蒸汽單位時(shí)間內(nèi)吸收的加熱絲加熱量，推倒公式用中間量；Q1-流經(jīng)探頭過熱段的蒸汽單位時(shí)間內(nèi)吸收的加熱絲加熱量，推倒公式用中間量；m-流過探頭的蒸汽質(zhì)量流量，推倒公式用中間量；Y0-探頭入口處濕蒸汽濕度，由式(9)在數(shù)據(jù)采集控制裝置內(nèi)經(jīng)濕度計(jì)算子程序計(jì)算得到；具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明如下。
實(shí)施例1從附圖1可見，本實(shí)用新型汽輪機(jī)排汽濕度在線監(jiān)測(cè)裝置是設(shè)在汽輪機(jī)低壓缸排汽管內(nèi)，探頭1及其定位支架11焊接在汽缸中分面以下，使探頭1平行于汽輪機(jī)排汽汽流方向，探頭頭部6正對(duì)來流方向，探頭1距離汽輪機(jī)末級(jí)葉片10-20厘米。濕蒸汽自由流過探頭1，在探頭1內(nèi)被加熱成過熱蒸汽。該裝置主要由探頭1，電纜4及電纜密封裝置，數(shù)據(jù)采集控制裝置5，電源和導(dǎo)線及引線等組成。從附圖2可見，所述的探頭1設(shè)有蒸發(fā)段加熱管23，過熱段加熱管24，它們由普通薄壁鋼管加工而成，其兩端均帶有螺紋，處于外套筒10內(nèi)。該外套筒10一端焊接在呈雙錐形探頭頭部6上，另一端焊接在探頭法蘭盤20上，其外表面至少焊接有兩組定位支架11，每組定位支架11位于該外套筒10的同一個(gè)橫截面上，通過定位支架11將探頭1固定在汽缸壁3上。上述的蒸發(fā)段加熱管23、過熱段加熱管24內(nèi)外表面為陶瓷絕緣層，并分別在蒸發(fā)段加熱管23、過熱段加熱管24的外表面陶瓷層外，緊密纏繞包覆鐵氟龍(PTFE聚四氟乙烯)絕緣皮層的碳纖維加熱絲15構(gòu)成加熱層，該加熱絲15的直徑約2mm。在該二加熱層外緊密纏繞硅酸鋁繩構(gòu)成絕熱層14；在前述的兩段加熱層表面至少分別均勻布設(shè)10只片形溫度傳感器9。在兩段絕熱層14表面上也至少分別均勻布設(shè)10只片形溫度傳感器9。在蒸發(fā)段加熱管23自由端裝有前傳感器座7，于該前傳感器座7同一截面上裝有兩只插式溫度傳感器8；在過熱段加熱管24自由端裝有后傳感器座16，在該后傳感器座16的同一截面上裝有兩只插式溫度傳感器8，和一只壓力傳感器22；在所述的蒸發(fā)段加熱管23和過熱段加熱管24之間，用中傳感器座13將其連接起來，該中傳感器座13同一截面上裝有兩只插式溫度傳感器8，和一只壓力傳感器22；上述提及的插式溫度傳感器8、片形溫度傳感器9均采用高精度的鉑電阻Pt100，量程為0～500℃；上述提及的壓力傳感器22采用高精度隔離膜壓力變送器，量程為-1～0bar；蒸發(fā)段加熱管23一端通過螺紋與前傳感器座7相連，其另一端通過螺紋與中傳感器座13相連，過熱段加熱管24一端通過螺紋與后傳感器座16相連，另一端與中傳感器座13以螺紋相連；前傳感器座7與呈雙錐形探頭頭部6之間為配合連接，后傳感器座16用探頭法蘭蓋18壓緊，探頭法蘭蓋18與探頭法蘭盤20之間用探頭螺栓21連接，二者之間有探頭密封墊片19；外套筒10一端焊接在探頭頭部6上，另一端焊在探頭法蘭盤20上；該外套筒通過至少兩組定位支架11固定在汽缸壁3上；以上所述的二絕熱層14與外套筒10之間為密封套筒12；在二絕熱層14與密封套筒12之間的空腔內(nèi)，所有傳感器及二段加熱層的加熱絲15的引線，均與電纜4相連，通過電纜密封裝置3，從汽輪機(jī)低壓缸內(nèi)引出，與數(shù)據(jù)采集控制裝置5相連，在該裝置內(nèi)實(shí)現(xiàn)濕度的計(jì)算、顯示和輸出等。而上述提及的絕熱層14與密封套筒12(聚乙烯圓筒)之間為空腔，向該空腔內(nèi)灌注環(huán)氧樹脂構(gòu)成探頭密封層，探頭頭部6、外套筒10、探頭法蘭、電纜套管17的材質(zhì)均為1Cr18Ni9Ti。
見附圖3，本實(shí)用新型的汽輪機(jī)排汽濕度在線監(jiān)測(cè)裝置中的電纜密封裝置主要由穿壁管25，汽缸法蘭盤26、汽缸法蘭蓋27、密封接頭31、密封襯套33、密封壓蓋34組成，其材質(zhì)均為普通碳鋼。在所述的汽缸壁3上開孔，將汽缸法蘭盤26焊在汽缸壁3上開孔的外側(cè)；穿壁管25穿過汽缸法蘭蓋27和汽缸壁3上的開孔，焊在汽缸法蘭蓋27上。汽缸法蘭盤26與汽缸法蘭蓋27之間用汽缸螺栓29連接固定，二者之間設(shè)有汽缸密封墊片30；汽缸螺栓29與汽缸法蘭蓋27之間有彈簧墊片28；所述的穿壁管25一端通過標(biāo)準(zhǔn)電纜套管接頭2，以螺紋與探頭1引出的電纜套管17連接，另一端與密封接頭31以螺紋相連；密封壓蓋34以螺紋與密封接頭31相連；密封壓蓋34將密封襯套33與密封接頭31之間的密封填料32壓緊。
見附圖5，本實(shí)用新型所述的濕度在線監(jiān)測(cè)裝置中數(shù)據(jù)采集控制裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)濕度的計(jì)算、顯示、打印、輸出及電加熱功率的自動(dòng)調(diào)整。它主要由AT89C51單片機(jī)，K-804B熱電阻調(diào)理板，調(diào)壓模塊，繼電器，交流接觸器，看門狗電路，鍵盤液晶顯示窗，微型打印機(jī)為硬件及數(shù)據(jù)采集控制軟件組成。該軟件主要包括數(shù)據(jù)采集子程序、數(shù)據(jù)濾波子程序、數(shù)據(jù)分析子程序、加熱控制電壓調(diào)整子程序、濕度計(jì)算子程序。
上述的數(shù)據(jù)采集控制裝置中的看門狗電路用于防止外部信號(hào)干擾。鍵盤用來進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，對(duì)加熱控制電壓初值，數(shù)據(jù)采樣周期，絕熱層內(nèi)壁溫上下限值進(jìn)行設(shè)定，設(shè)定值被存儲(chǔ)到時(shí)鐘芯片DS12887中，時(shí)鐘芯片自帶鋰電池，可使存入數(shù)據(jù)掉電后不丟失，并可根據(jù)實(shí)際情況任意修改。完成設(shè)定后，CPU發(fā)出控制信號(hào)經(jīng)光偶隔離后送給繼電器驅(qū)動(dòng)芯片ULN2003，開啟繼電器，使交流接觸器吸合，為系統(tǒng)供電。CPU把設(shè)定初值通過數(shù)模轉(zhuǎn)換3#傳給調(diào)壓模塊，對(duì)探頭內(nèi)的雙段加熱絲15加熱，并由控制加熱程序自動(dòng)調(diào)整電加熱功率，直到探頭1溫度介于絕熱層14壁溫上下限(180～200℃)之間，把此時(shí)的加熱控制電壓值存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器上，經(jīng)程序存儲(chǔ)器的計(jì)算子程序換算為電加熱功率值。蒸汽濕度測(cè)量探頭1內(nèi)的蒸汽壓力通過壓力傳感器轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，通過電纜4將電流信號(hào)送至數(shù)據(jù)采集控制裝置5內(nèi)，由電流電壓轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換1#轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；蒸汽濕度測(cè)量探頭1內(nèi)的蒸汽溫度、絕熱層14溫度通過溫度傳感器轉(zhuǎn)換為電阻信號(hào)，通過電纜5將電阻信號(hào)送至數(shù)據(jù)采集控制裝置5內(nèi)，由電阻調(diào)理板轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換2#轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；數(shù)據(jù)采集子程序?qū)毫囟葦?shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)濾波子程序?yàn)V出脈沖干擾及小的隨機(jī)干擾，再通過數(shù)據(jù)分析子程序?qū)Σ杉瘉淼臄?shù)據(jù)進(jìn)行分析，判斷其是否有效。加熱控制電壓調(diào)整子程序可以監(jiān)測(cè)絕熱層14內(nèi)壁的溫度，使其在設(shè)定的180～200℃范圍內(nèi)，從而既能保證探頭1內(nèi)的蒸汽被充分加熱又不會(huì)使探頭1超溫。濕度計(jì)算子程序?qū)⒂行?shù)據(jù)依照給定的計(jì)算公式(9)計(jì)算出濕度值，并將其結(jié)果顯示、打印，同時(shí)可將測(cè)得的濕度值通過數(shù)模轉(zhuǎn)換4#，變成模擬信號(hào)或通過串行口直接將數(shù)字信號(hào)輸出給其它外部設(shè)備。
以下結(jié)合附圖6，對(duì)本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)采集控制裝置中建立的數(shù)據(jù)采集控制軟件，作進(jìn)一步的說明。數(shù)據(jù)采集控制裝置上電啟動(dòng)后，首先進(jìn)行系統(tǒng)的初始化，給出各個(gè)測(cè)量參數(shù)初值，并進(jìn)行自檢，查驗(yàn)各傳感器是否工作正常，若不正常則繼續(xù)自檢并給出出錯(cuò)信息。若自檢正常則顯示器顯示系統(tǒng)主菜單，在主菜單的提示下若重新設(shè)定參數(shù)，用鍵盤對(duì)加熱控制電壓初值，數(shù)據(jù)采樣周期，絕熱層內(nèi)壁溫上下限值進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，否則系統(tǒng)采用初始化時(shí)的默認(rèn)設(shè)置。參數(shù)設(shè)置完畢后進(jìn)行探頭內(nèi)的溫度壓力數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)濾波子程序?qū)Σ杉瘉淼臄?shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，將有外界干擾的數(shù)據(jù)濾掉，濾波后的數(shù)據(jù)再經(jīng)數(shù)據(jù)分析組程序，與初始化時(shí)的數(shù)據(jù)比較，判斷數(shù)據(jù)是否合理和有效。若信號(hào)經(jīng)判斷無效，繼續(xù)進(jìn)行探頭內(nèi)的溫度壓力數(shù)據(jù)采集并進(jìn)行數(shù)據(jù)濾波和數(shù)據(jù)分析；若信號(hào)有效，那么判斷絕熱層內(nèi)壁溫是否超出180～200℃的范圍，如果超出，調(diào)用加熱控制電壓調(diào)整子程序調(diào)整加熱電壓，然后返回到探頭內(nèi)的溫度壓力數(shù)據(jù)采集。如果絕熱層內(nèi)壁溫沒有超出180～200℃的范圍，那么調(diào)用濕度計(jì)算子程序進(jìn)行濕度的計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果顯示、打印、輸出到外部設(shè)備。判斷數(shù)據(jù)采樣時(shí)間到否，若已到采樣時(shí)間，則繼續(xù)進(jìn)行探頭內(nèi)的溫度壓力數(shù)據(jù)采集，否則等待采樣時(shí)刻到來。
權(quán)利要求1.一種對(duì)凝汽式汽輪機(jī)排汽濕度進(jìn)行長期連續(xù)在線監(jiān)測(cè)的裝置，其特征在于該裝置設(shè)在汽輪機(jī)低壓缸排汽管內(nèi)，主要是由探頭(1)，電纜(4)及電纜密封裝置，數(shù)據(jù)采集控制裝置(5)，電源和導(dǎo)線及引線組成；所述的探頭(1)設(shè)有蒸發(fā)段加熱管(23)，過熱段加熱管(24)，該兩段加熱管處于外套筒(10)內(nèi)；兩段加熱管內(nèi)外側(cè)表面為陶瓷絕緣層，分別于兩段加熱管外表面陶瓷層外，緊密纏繞包覆鐵氟龍絕緣皮層的碳纖維加熱絲(15)構(gòu)成加熱層；于該二加熱層外為緊密纏繞硅酸鋁繩的絕熱層(14)；在上述的二加熱層表面至少分別均勻布設(shè)10只片形溫度傳感器(9)，在二絕熱層(14)表面亦至少分別布設(shè)10只片形溫度傳感器(9)；在蒸發(fā)段加熱管(23)自由端裝有前傳感座(7)，于該前傳感器座(7)同一截面上裝有兩只插式溫度傳感器(8)；在過熱段加熱管(24)自由端裝有后傳感器座(16)，在該后傳感器座(16)同一截面上裝有兩只插式溫度傳感器(8)，一只壓力傳感器(22)；在蒸發(fā)段加熱管(23)和過熱段加熱管(24)之間通過中傳感器座(13)將其連接，在該中傳感器座(13)的同一截面上裝有兩只插式溫度傳感器(8)，一只壓力傳感器(22)；蒸發(fā)段加熱管(23)一端通過螺紋與前傳感器座(7)相連，另一端通過螺紋與中傳感器座(13)相連；過熱段加熱管(24)一端通過螺紋與后傳感器座(16)相連，另一端與中傳感座(13)以螺紋相連；前傳感器座(7)與呈雙錐形探頭頭部(6)之間為配合連接，后傳感器座(16)用探頭法蘭蓋(18)壓緊，探頭法蘭蓋(18)與探頭法蘭盤(20)之間用探頭螺栓(21)連接，二者之間設(shè)有探頭密封墊片(19)；外套筒(10)一端焊接在探頭頭部(6)上，另一端焊接在探頭法蘭盤(20)上；該外套筒通過至少兩組定位支架(11)固定在汽缸壁(3)上；上述二絕熱層(14)與外套筒(10)之間為密封套筒(12)；于所述的二絕熱層(14)與密封套筒(12)之間的空腔內(nèi)，所有傳感器及兩段加熱層的加熱絲(15)的引線，均與電纜(4)相連，并通過電纜密封裝置從汽輪機(jī)低壓缸內(nèi)引出，與數(shù)據(jù)采集控制裝置(5)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕度在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述的電纜密封裝置主要由穿壁管(25)、汽缸法蘭盤(26)、汽缸法蘭蓋(27)、密封接頭(31)、密封襯套(33)、密封壓蓋(34)組成；所述的汽缸法蘭盤(26)焊接在汽缸新開孔處的外側(cè)，穿壁管(25)穿過汽缸法蘭蓋(27)和汽缸壁(3)上新開的孔，焊接在汽缸法蘭蓋(27)上；汽缸法蘭盤(26)與汽缸法蘭蓋(27)之間用汽缸螺栓(29)連接固定，二者之間設(shè)有汽缸密封墊片(30)；穿壁管(25)一端通過標(biāo)準(zhǔn)電纜套管接頭(2)以螺紋與探頭(1)引出的電纜套管(17)連接，另一端與密封接頭(31)以螺紋相連；密封壓蓋(34)以螺紋與密封接頭(31)相連，由密封壓蓋(34)將密封襯套(33)與密封接頭(31)之間的密封填料(32)壓緊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕度在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述的數(shù)據(jù)采集控制裝置主要由AT89C51單片機(jī)、電阻調(diào)理板、調(diào)壓模塊、繼電器、交流接觸器、看門狗電路、鍵盤液晶顯示窗、微型打印機(jī)及數(shù)據(jù)采集控制軟件組成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及凝汽式汽輪機(jī)排汽濕度在線監(jiān)測(cè)裝置，它是設(shè)在汽輪機(jī)低壓缸排汽管內(nèi)，由探頭、電纜及電纜密封裝置、數(shù)據(jù)采集控制裝置、電源及引線構(gòu)成。探頭內(nèi)所有傳感器及加熱絲的引線均與電纜相連，經(jīng)電纜密封裝置從低壓缸內(nèi)引出，與數(shù)據(jù)采集控制裝置相連。所述的數(shù)據(jù)采集控制裝置由以單片機(jī)、電阻調(diào)理板、調(diào)壓模塊、繼電器、交流接觸器、看門狗電路、鍵盤液晶顯示窗、微型打印機(jī)為主的硬件系統(tǒng)，和以數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)濾波、數(shù)據(jù)分析、加熱控制電壓調(diào)整、濕度計(jì)算等子程序?yàn)橹鞯能浖到y(tǒng)組成。探頭兩段加熱管表面的陶瓷層外，纏繞包覆鐵氟龍皮層的碳纖維加熱絲，該絲層外纏繞硅酸鋁繩的絕熱層，能實(shí)現(xiàn)長期連續(xù)濕蒸汽濕度在線監(jiān)測(cè)，測(cè)量精度較高。
文檔編號(hào)G01N25/60GK2745067SQ20042001259
公開日2005年12月7日 申請(qǐng)日期2004年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月27日
發(fā)明者楊善讓, 王升龍, 趙賀, 王建國, 齊兵, 陳福, 徐志明, 孫靈芳, 張海林, 王恭, 陳立軍, 婁娟 申請(qǐng)人:東北電力學(xué)院