[發明專利]雙通道微帶縫隙汽輪機蒸汽濕度傳感器

有效

• 申請號: 201310516708.8
• 申請日: 2013-10-28
• 公開（公告）號: CN103592318A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 張淑娥;孫景芳;楊宏宇;楊再旺
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: G01N22/04
• 分類號: G01N22/04
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 陳波

技術領域

本發明屬于微波法汽輪機蒸汽濕度在線監測領域，尤其涉及一種雙通道微帶縫隙汽輪機蒸汽濕度傳感器。

背景技術

在線監測汽輪機內蒸汽濕度對汽輪機運行的安全性和經濟性有重要意義。目前國內外用于汽輪機內流動濕蒸汽濕度的測量方法主要是熱力學法、光學法、CCD成像法及微波金屬圓柱波導微擾法。

熱力學法是濕度探針在測量時采用抽汽采樣法，即從汽輪機的排汽中抽取部分汽樣引向測量段進行處理，由于熱力學濕度法濕度測量裝置的體積較大，只適用于在測量汽輪機排汽濕度等具有較大蒸汽空間的場合使用。

光學法濕度測量依據的原理是當光線通過含有細微顆粒或霧滴的介質時將產生散射現象。可直接測出蒸汽中水滴的粒徑分布，裝置的外形尺寸小，對被測汽流的狀態無干擾等優點，但實用中要保證光學窗口的潔凈、不結露，測量結構復雜，設備造價高。

CCD成像法采用圖像處理技術，顯微視頻技術和微粒圖像速度儀測量汽輪機中蒸汽濕度和水滴直徑，但設備造價高，在準確度等方面需進一步的提高。

微波金屬圓柱波導微擾法是基于微波諧振腔的微擾，其濕度傳感器采用的是圓柱波導結構，由于濕度傳感器必須放置在汽輪機中，對傳感器的體積和重量要求比較苛刻，圓柱波導結構存在體積大易生銹的不足，且隨溫度變化腔體體積膨脹縮小，諧振頻率漂移嚴重。因此，迫切需要研究一種結構簡單，體積小、重量輕，價格低，易于制作且能抑制頻率漂移的實用化濕度傳感器來滿足在線監測汽輪機內蒸汽濕度測量的要求。

發明內容

針對采用圓柱波導諧振腔微波測量蒸汽濕度存在體積大、易生銹，且隨溫度變化腔體體積縮脹，諧振頻率漂移嚴重的不足，本發明提出一種雙通道微帶縫隙汽輪機蒸汽濕度傳感器。

一種雙通道微帶縫隙汽輪機蒸汽濕度傳感器，在微帶基板上制作，其特征在于，所述傳感器包括測量微帶縫隙諧振器和參考微帶縫隙諧振器；

其中，所述測量微帶縫隙諧振器包括第一微帶縫隙和第一諧振器；

所述參考微帶縫隙諧振器包括第二微帶縫隙和第二諧振器。

所述測量微帶縫隙諧振器和參考微帶縫隙諧振器采用鍍金處理；所述測量微帶縫隙諧振器四周采用網格金屬作為第一屏蔽器進行屏蔽，并對金屬進行防銹處理；所述參考微帶縫隙諧振器四周采用全封閉金屬作為第二屏蔽器進行屏蔽，并對金屬進行防銹處理。

所述第一屏蔽器尺寸為20X20X3mm。

所述第二屏蔽器尺寸為20X20X3mm。

所述測量微帶縫隙諧振器和參考微帶縫隙諧振器采用在一塊微帶基板上制作；所述測量微帶縫隙諧振器和參考微帶縫隙諧振器的間隔大于40倍基板厚度，工作波長為3～10cm。

所述測量微帶縫隙諧振器和參考微帶縫隙諧振器采用分開在兩個相同的微帶基板上制作。

所述第一微帶縫隙為0.1mm；所述第二微帶縫隙為0.1mm。

所述第一諧振器和第二諧振器采用開路的二分之一波長諧振器。

本發明的有益效果是，由于采用了雙通道結構，一個通道為參考，另一個為測量，抵消了環境因素的影響，抑制由金屬圓柱波導諧振腔濕度傳感器帶來的頻率漂移，具有一定的自補償特性；提高了濕度測量精度。該發明采用微帶線結構，體積小、重量輕，易于制作，成本低，易于批量生產，對蒸汽濕度的準確測量具有重要的理論意義和實用價值。

附圖說明

圖1是本發明提供的在微帶線上制作PCB版圖；

圖2是本發明提供的測試結果圖；

其中，1-微帶基板；2-第一饋線；3-第一諧振器；4-第二饋線；5-第二諧振器。

具體實施方式

下面結合附圖，對優選的實施例作詳細說明。應該強調的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發明的范圍及其應用。