流体计量方法.doc

计量目的：燃煤锅炉消耗燃料实时测量结构组件：测距仪，角度传感器，摆动机构，小型电机，数据处理器，工业控制计算机。实施方法：非接触动态连续计量装置，测距仪和角度传感器配套使用，放置在一个安装盒内，安装盒安装在炉堂顶部，小型电机带动测距仪转动测距，角度传感器测量测距仪的转动角度，使得测距仪测得的每一个距离和角度一一对应，所测数据输入数据处理器，通过三角函数计算得出每一个点的垂直高度，高度值送入工业控制计算机，利用数学上的曲线拟合原理把所有点的垂直高度绘制成截面高度曲线，进而利用积分计算得出截面面积，通过单位时间炉排运行速度计算得出体积，最后求出单位时间消耗的煤质量，时间长短计算累计量。工业控制计算机通过输入的高度值判断炉排是否发生断煤，从而判定是否发出断煤报警信号。工作原理 ：1.、燃煤瞬时截面面积测定。测距仪测出设定点到传感器的距离，在测距仪测距的同时角度传感器测出设定点到传感器的直线和垂直直线的夹角的大小。利用三角函数计算得出设定点垂直高度，用此方法迅速测出燃煤截面的设定点高度，依据曲线拟合原理绘出截面，通过积分计算得出截面面积。2、体积计算。求出截面面积后，炉排单位时间运行长度*截面面积得出体积。3、燃煤密度和湿度事先测好，炉排运行速度可以从锅炉DCS系统调取。4、另由于测距仪和整套系统在测量过程中不可避免的带有误差，因此在计算体积的过程中加入修正因子进行修正，从而保证整套系统的精确度。传感器选型：测距仪定为超声波传感器，数据处理器定为单片机。面临问题：超声波传感器如何长时间自动工作，角度控制，温度保护，程序控制，反火对扫描仪的影响：炉排温度在80上下，为了防止因为温度过高而造成扫描仪损坏加入温度保护装置。但是炉排发生反火时，布煤器附近的煤发生燃烧，测距仪周围温度将会达到800-900，这将对测距仪造成毁灭性的损害，为了防止反火情况的发生，安装一个温度监测器，温度监测器用来测量布煤器前方1.5m的温度，一旦温度升高超出平常温度30立刻发出反火报警，进行反火预处理。温度对声速的影响温度（）-30-20-100102030100声速（m/s）313319325323338344349386由于超声波也是一种声波，其声速v与温度有关，下表列出了几种不同温度下的声速。在使用时，如果温度变化不大，则可认为声速是基本不变的。如果测距精度要求很高，则应通过温度补偿的方法加以校正。声音的传播速度叫做声速。在15的空气中，声速约为340米/秒。在气体中，声速随温度升高而增大，在温度较低时温度每升高1，声音在空气中的速度约增加0.6米/秒；随着温度升高气体密度变小，声速的变化越来越慢，直至声音传播速度不再上升，二者达到一个动态平衡。试验方案1. 取一定量的样煤（100Kg），按炉排上布煤的形式把样煤铺于平面上。2. 手动测量样煤的截面的多点高度。3. 利用软件绘制截面曲线，求取截面面积，得到体积，最后求得煤的质量。 国运 2010.06.24计量方法二目的: 燃煤锅炉消耗燃料实时测量结构组件：图像扫描仪，数据处理器，工业控制计算机。实施方法：连续计量装置安装在炉排上方，图像扫描仪在炉膛上面自动扫描炉排煤的表面，直接测量燃煤的表面多点高度绘制立体图，用于计算体积。燃煤的湿度和密度事先测量准确，炉排速度在锅炉DCS系统调取。工作原理 ：图像扫描仪安装在炉膛上面，自动扫描炉排一定面积，输出数据到数据处理器，根据测量数据绘制燃煤表面图像，数据处理器绘制的图像输送到工业控制计算机，计算机利用数学模型把表面图像绘制成立体图，然后用积分方法计算燃煤体积，燃煤质量通过数学计算得出。由于扫描仪在扫描过程中会不可避免的产生误差，所以在计算的过程需要用数学方法去修正，由此来确保整套系统的精确度。锅炉通过对历史和实时图形的对比，判断图形是否异常，从而判断炉排是否发生断煤，进而发出断煤报警信号。反火对扫描仪的影响：炉排温度在80上下，为了防止因为温度过高而造成扫描仪损坏加入温度保护装置。但是炉排发生反火时，布煤器附近的煤发生燃烧，周围温度将会达到800-900，这