LPC2131超声波功率驱动与测量技术研究(2)

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6.2 实验电路实物图.44

6.3 实验结果分析.46

6.4 本章小结.53

结论..54

致谢..55

参考文献..56

附录..57

·1 绪论

·1.1 课题提出的背景

发电厂的煤粉仓作为生产运输的中间环节，有均衡输煤和储存煤料的作用。中储式燃煤锅炉的煤粉仓料位测量对于确保燃煤锅炉正常运行至关重要。一旦锅炉喷燃器无煤粉流喷入炉膛，将会产生炉膛火焰偏移，给粉机超负荷运行及燃烧不稳定等安全因素，严重危及锅炉安全正常运行。由于发电厂煤粉仓内环境恶劣，防爆要求较高等因素，煤粉仓料位的准确测量一直是个难题，尽管现在我国大部分发电厂都安装有一些较为常用的料位计，但是由于介质工况较为复杂，很难做到准确连续的测量，更重要的是这些料位计的维护工作量较大，所以未能正常投入。目前，大多数的电厂仍然采用传统的浮漂式方法进行测量，这种方法是通过运行人员到控制室外转动摇轮，将浮漂从粉仓顶部放到粉仓中，当感到浮漂不动时，记录刻度板上的指示值。这种测量方式准确性差，机械磨损大，而且给运行人员带来了极大的不便。在这种情况下，研制出一种能满足电厂要求的自动检测距离的系统装置，以达到自动，准确，可靠，耐久，安全稳定的检测粉料高度，对于减人增效，较少工作人员劳动强度，提高自动化水平并实现大范围推广应用将具有现实意义[1]。

·1.2 实现距离测量的方法

距离测量的方法有很多，根据其信息载体的不同可归纳为光学测距方法，无线电测距方法和超声波测距方法。光学测距方法是利用光的反射来实现的，通过计算光束的往返时间，再乘以光速即得到二倍的实测距离。无线电测距是一种基于电磁波应用技术的测距方法，是利用电磁波的往返时间来获得距离信息。前两者在某些地方有局限性，比如用光学测距法测量不透光物体的距离时，由于没有反射光束会造成此种测量方法的失效，对于无线电测距法来说，发射的电磁波极易受到空气中其他电磁波信号的干扰，严重影响测量精度。相比之下，超声波方法具有很多突出的优点，首先，超声波对色彩、光照度不敏感，可用于测量透明及漫反射性差的物体(如玻璃、抛光体)；其次，超声波对外界光线和电磁场不敏感，可用于黑暗、有灰尘或烟雾、电磁干扰强、有毒等恶劣环境中；最后，超声波频率较高，沿直线传播，绕射小，穿透力强，指向性强，传输过程中衰减少，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远[2]。凭借着这些优势，超声波测距在现代工业，农业，及军事上得到越来越广泛的应用，随着计算机技术，自动化技术等发展，超声波测距将会在更多的领域发挥重要作用。

·1.3 超声波测距研究的历史与现状

·1.4 超声波测距法应用于煤粉仓粉位测量的优势

我国的燃煤电站多采用中间贮仓式制粉系统，在这种制粉系统中有一个能够贮存煤粉的粉仓，粉仓内粉位的高度是一个重要的参数，通过对粉仓内粉位高度的监测，不仅可以及时了解粉仓内煤粉的存贮量，防止粉仓中煤粉排空或溢出，保证锅炉的燃料供给，而且可以适时地启停制粉系统，节约大量电能，对保证机组的经济运行具有十分重要的意义[5][6]。

目前，对粉位的测量有很多方法，主要重锤式测量法，放射式测量法，电容式测量法和超声波测量法。各个测量方法原理及优缺点介绍如下：

1）重锤式测量法是通过对深度的测量来进行的，测量系统由恒流源，脉冲形成板，伺服电机部分，控制部分和重锤部分构成。测量时，电机带动重锤向下运动，当重锤碰到料面时，由于料面的托力使探头失重减小了绳的拉力，点击幻想带动重锤向上运动，同时脉冲形成部分接入电源加到显示仪表上进行计数，脉冲数即代表了粉料高度。这种测量系统性能稳定，运行可靠，并设有上下限报警等保护系统，但是接点多，安装检修不便，造价高，结构复杂，机械磨损量大，寿命较低。文献综述