用于一次风煤粉检测的静电传感器性能及结构研究

发布时间：2017-09-28 17:35

  本文关键词：用于一次风煤粉检测的静电传感器性能及结构研究

  更多相关文章： 静电传感器 灵敏度 频域特性 结构设计 Solidworks

【摘要】：在热一次风的输送作用下,火电厂中煤粉颗粒以一定的浓度、速度经输粉管道流入炉膛内进行燃烧。在线测量这些流动参数有助于更好地控制锅炉的燃烧过程,进而确保锅炉的安全运行、提高煤粉的燃烧效率、降低氮氧化物的排放。然而煤粉颗粒的输送过程明显属于气固两相流,其流动的随机性与复杂性为煤粉浓度、速度的检测带来了很大的困难。静电传感器因灵敏度高、结构设计简单、适用于恶劣的工况环境、易于安装在大口径管道上等优点,在煤粉浓度、速度检测方面拥有十分广阔的应用前景。然而其依然存在一些尚未解决的难点,诸如不均匀的灵敏度分布、加权滤波的空间效应等。本文通过对内置型静电传感器的传感性能进行了相关研究,进而选取适当的设计参数对静电传感器进行结构设计,具体研究内容如下:(1)利用有限元分析软件Comsol创建了两种内置型静电传感器(圆环式与阵列式)的三维有限元模型,通过对其静电场进行仿真,进而求解出静电传感器的灵敏度,并定量分析了两种传感器的关键结构参数、材料特性对其灵敏度及其分布的影响,旨在从灵敏场角度优化静电传感器的工作性能。(2)通过研究静电传感器对“静电流噪声”加权滤波的传感机理,推导出了静电传感器的频域特性,并定量分析了两种传感器的关键结构参数、材料特性对其频率响应能力、频带宽度的影响,旨在从频域特性角度优化静电传感器的工作性能。(3)综合上述的分析,针对火电厂某一实际工况下的煤粉输送管道,选取由理论分析得到的设计参数对静电传感器进行结构设计。主要包括静电传感环结构设计、电荷信号输出装置设计、传感器安装结构设计等,最后选用Solidworks对其进行三维建模、虚拟装配。经相关检测,所设计的静电传感器在虚拟装配、安装过程中均没有出现干涉状况,测试性能良好。
【关键词】：静电传感器 灵敏度 频域特性 结构设计 Solidworks
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP212
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 煤粉流动参数检测的背景及意义10-12
• 1.2 静电传感器的研究现状及主要问题12-13
• 1.3 本文的研究内容13
• 1.4 本文的结构安排13-15
• 第2章 静电法检测的基本原理15-19
• 2.1 静电传感器的工作原理15
• 2.2 煤粉浓度测量原理15-16
• 2.3 煤粉速度的测量原理16-18
• 2.4 本章小结18-19
• 第3章 静电传感器灵敏度的分析研究19-40
• 3.1 圆环式静电传感器的灵敏度分析19-30
• 3.1.1 理论基础20-21
• 3.1.2 有限元仿真分析21-25
• 3.1.3 影响因素分析25-30
• 3.2 阵列式静电传感器的灵敏度分析30-39
• 3.2.1 理论基础30-31
• 3.2.2 有限元仿真分析31-35
• 3.2.3 影响因素分析35-39
• 3.3 本章小结39-40
• 第4章 静电传感器频域特性的分析研究40-52
• 4.1 理论基础40-41
• 4.2 圆环式传感器频域特性的分析41-47
• 4.2.1 固有的频域特性分析41-42
• 4.2.2 影响因素分析42-47
• 4.3 阵列式静电传感器频域的分析47-51
• 4.3.1 固有的频域特性分析47
• 4.3.2 影响因素分析47-51
• 4.4 本章小结51-52
• 第5章 静电传感器的结构设计52-62
• 5.1 设计参数的选取52-54
• 5.2 传感器结构设计与装配工艺规划54-57
• 5.3 传感器输出装置设计57-59
• 5.4 传感器安装设计59-60
• 5.5 干涉检验60-61
• 5.6 速度实验测试61
• 5.7 本章小结61-62
• 第6章 总结与展望62-64
• 6.1 本文总结62-63
• 6.2 展望63-64
• 参考文献64-67
• 附录67-68
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果68-69
• 致谢69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王超;吴伟平;张文彪;;用于速度分布测量的多电极静电传感器优化设计[J];传感器与微系统;2014年08期

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本文编号：937173