微带缝隙谐振器测湿方法的研究

发布时间：2017-08-08 17:12

  本文关键词：微带缝隙谐振器测湿方法的研究

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【摘要】：电力行业发展至今,汽轮机一直发挥着其功不可没的作用。为保证电能能够连续不间断地输送到用电设备,汽轮机必须做到长期稳定运转以发挥其作用,因此,汽轮机内湿蒸汽质量湿度的准确测量就显得格外重要。在蒸汽测湿的众多方法中,微波谐振腔微扰技术测量蒸汽湿度的方法逐渐走向成熟,并在实际测湿系统中得到应用。基于这一方法的研究现状,针对金属圆柱谐振腔的缺点,本文提出一种微带缝隙谐振器湿度传感方法,该方法制作的湿度传感器结构简单、体积小、重量轻、易于制作,是对蒸汽湿度准确测量的一种尝试。首先,本文着重研究了湿度、温度、频率与复介电常数之间的关系。然后,本文从微带线的结构特性和等效电路的理论出发,尝试新的方法来测量湿蒸汽质量湿度。最后根据微带线的尺寸和湿蒸汽的介电性质,确定本文中理想的谐振频率,选择仿真模型中的端口设置,进而来确定微带缝隙谐振器的参数设置。在Ansoft HFSS13.0环境下对微带线谐振器进行了建模仿真,构建半波长开路线谐振器和微带环形谐振器两种微带线结构,并对两种结构的S参数进行讨论,为满足谐振要求不断进行结构参数优化。调整屏蔽盒中湿蒸汽介电常数,观察数据结果,根据数据来分析两种微带结构中频率偏移量是否满足湿蒸汽质量湿度的测量要求。结果表明,微带缝隙谐振器满足理论要求,可以用来测量汽轮机中湿蒸汽的质量湿度。
【关键词】：汽轮机 湿蒸汽 微带缝隙 微带谐振器 HFSS 频率偏移量
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK267
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 课题背景9-10
• 1.2 研究现状10-12
• 1.3 本文研究内容12-13
• 第2章 湿蒸汽的特性研究13-24
• 2.1 湿蒸汽介电常数与质量湿度的关系式13-16
• 2.2 相关参数16-21
• 2.2.1 压力和温度16-17
• 2.2.2 通用混合介质多弛豫模型17-19
• 2.2.3 饱和介质密度19
• 2.2.4 谐振频率偏移量19-21
• 2.3 湿蒸汽质量湿度综合分析21-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第3章 微带缝隙谐振器的基本理论24-37
• 3.1 微带线的基本结构24-29
• 3.1.1 微带线的传输模式24-25
• 3.1.2 微带线的特性参数25-27
• 3.1.3 微带线的色散效应和高次模27-29
• 3.2 微带谐振器29-33
• 3.2.1 短路谐振器30-31
• 3.2.2 开路谐振器31-32
• 3.2.3 微带谐振器缝隙耦合的分析32-33
• 3.3 微带环形谐振器33-34
• 3.3.1 微带环形谐振器的结构33-34
• 3.3.2 微带环形谐振器缝隙耦合的分析34
• 3.4 微波网络34-37
• 3.4.1 散射参数S35
• 3.4.2 转移参数A35-37
• 第4章 微带缝隙谐振器模型设计37-48
• 4.1 微带线介质层材料的选择37-38
• 4.2 端口设置与散射系数S38-39
• 4.3 半波长开路线谐振器模型39-45
• 4.3.1 屏蔽盒的高度H和缝隙宽度s的优化40-42
• 4.3.2 湿蒸汽质量湿度与微带线谐振器相对频偏的关系42-45
• 4.4 微带缝隙环形谐振器45-47
• 4.4.1 微带缝隙环形谐振器的建模仿真45-46
• 4.4.2 微带缝隙环形谐振器的数据结果46-47
• 4.5 本章小结47-48
• 第5章 结论与展望48-49
• 5.1 结论48
• 5.2 展望48-49
• 参考文献49-52
• 附录 152-53
• 硕士研究生在学期间发表的学术论文和参加科研情况53-54
• 致谢54

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本文编号：641087