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一种实时监测 锅炉炉管结水垢系统

阅读：904发布：2021-06-08

专利汇可以提供一种实时监测锅炉炉管结水垢系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种实时监测锅炉炉管结水垢系统，包括了铂丝端、滑动变阻箱、第一运算放大电路、第二运算放大电路、锁相放大器、计算机数据采集报警系统；所述铂丝端作为测量元件，所述铂丝端通过第一运算放大电路连接锁相放大器；所述滑动变阻箱用作平衡一次谐波电压，所述滑动变阻箱通过第二运算放大电路连接锁相放大器；所述锁相放大器连接计算机数据采集报警系统。本实用新型的整体系统测量范围大、测量精度高，大大节省了人力成本，大幅提高了锅炉维护效率。本实用新型成本低、能耗低，测量报警速度快，使用方便。，下面是一种实时监测锅炉炉管结水垢系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种实时监测锅炉炉管结水垢系统，其特征在于：
包括铂丝端、滑动变阻箱、第一运算放大电路、第二运算放大电路、锁相放大器、计算机数据采集报警系统；所述铂丝端作为测量元件，所述铂丝端通过第一运算放大电路连接锁相放大器；所述滑动变阻箱用作平衡一次谐波电压，所述滑动变阻箱通过第二运算放大电路连接锁相放大器；所述锁相放大器连接计算机数据采集报警系统。
2.如权利要求1所述的一种实时监测锅炉炉管结水垢系统，其特征在于：所述系统还包括与铂丝端连接的基底层，所述基底层上设有栅格状铂丝，所述栅格状铂丝为铂丝端，所述铂丝端的端部设有焊盘；所述基底层连接炉管的管壁。
3.如权利要求2所述的一种实时监测锅炉炉管结水垢系统，其特征在于：所述基底层为HY-108AB的凝胶状高温金属粘合剂构成的基底层。
4.如权利要求3所述的一种实时监测锅炉炉管结水垢系统，其特征在于：所述基底层的形状为长方体，所述基底层的长宽均不超过10cm，所述基底层的高不超过1mm。
5.如权利要求1所述的一种实时监测锅炉炉管结水垢系统，其特征在于：所述计算机数据采集报警系统包括计算机、报警器。
6.如权利要求1所述的一种实时监测锅炉炉管结水垢系统，其特征在于：所述的第一运算放大电路与第二运算放大电路结构一致。
7.如权利要求1所述的一种实时监测锅炉炉管结水垢系统，其特征在于：所述滑动变阻箱采用型号为ZX25a直流电阻箱。
8.如权利要求1所述的一种实时监测锅炉炉管结水垢系统，其特征在于：所述锁相放大器采用SR830数字锁相放大器。

说明书全文

一种实时监测锅炉炉管结水垢系统

技术领域

[0001] 本实用新型属于测控技术领域，具体涉及一种实时监测锅炉炉管结水垢系统。

背景技术

[0002] 热水锅炉作为一种热能转换设备，在工业和生活中广泛应用。炉管作为锅炉的重要组成部分，一般是以刚材料为主。锅炉炉管在未结水垢时，由于钢的导热系数高，钢管的内外壁温差不大。而钢管内壁温度又与管中水温接近，因此，管壁温差（内外壁温度平均值）不会很高。但当炉管内壁结水垢时，由于水垢的导热系数很小，水垢内外侧温差随水垢厚度增大而迅速增大，从而把管壁金属温度迅速抬高。当水垢厚度达到相当大（一般为1 3毫米）~后，会使炉管管壁温度超过允许值，造成炉管过热损坏，甚至出现爆管问题，严重时会危及人身财产安全。对待锅炉结水垢问题一般有两种解决方案，一种是通过人力定时停用锅炉进行清除水垢作业，考虑到安全性，必须在短时间内多次检查，人力使用效率低，且对生产生活影响较大；一种是通过对热水锅炉进行重新设计，通过物理的方式防止水垢形成，但对锅炉炉管效果不佳，而且设备成本高，耗能多，一般不采用该方式。所以如何及时发现水垢的形成、提高人力使用效率是有效减少锅炉维护成本的关键。
发明内容

[0003] 为解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种实时监测锅炉炉管结水垢系统，实现实时监测锅炉内的管壁结垢情况。

[0004] 为了达到以上目的，本实用新型提供如下技术方案：

[0005] 一种实时监测锅炉炉管结水垢系统，包括铂丝端、滑动变阻箱、第一运算放大电路、第二运算放大电路、锁相放大器、计算机数据采集报警系统；所述铂丝端作为测量元件，所述铂丝端通过第一运算放大电路连接锁相放大器；所述滑动变阻箱用作平衡一次谐波电压，所述滑动变阻箱通过第二运算放大电路连接锁相放大器；所述锁相放大器连接计算机数据采集报警系统。

[0006] 进一步的，所述系统还包括与铂丝端连接的基底层，所述基底层上设有栅格状铂丝，所述栅格状铂丝为铂丝端，所述铂丝端的端部设有焊盘；所述基底层连接炉管的管壁。焊盘方便导线的连接。栅格状设计有着扩大测量范围、减小误差的优势。

[0007] 进一步的，所述基底层为HY-108AB的凝胶状高温金属粘合剂构成的基底层。基底选择型号为HY-108AB的凝胶状高温金属粘合剂，该金属粘合剂可以紧密粘贴在金属炉管内壁且耐高温性能强。

[0008] 进一步的，所述基底层的形状为长方体，所述基底层的长宽均不超过10cm，所述基底层的高不超过1mm。

[0009] 进一步的，所述计算机数据采集报警系统包括计算机、报警器。计算机通过数据采集卡将锁相放大器的数据采集到计算机，计算机再连接报警器，实现快速报警。

[0010] 进一步的，所述的第一运算放大电路与第二运算放大电路结构一致。放大电路包括运算放大器、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4。

[0011] 其中，所述滑动变阻箱采用型号为ZX25a直流电阻箱。

[0012] 其中，所述第一运算放大电路和第二运算放大电路，采用型号为ADA4930系列高速差分运算放大器，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4的阻值都是10KΩ。

[0013] 其中，所述锁相放大器采用SR830数字锁相放大器。

[0014] 与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

[0015] 本实用新型提供了一种实时监测锅炉炉管结水垢系统，铂丝端作为测量端设计巧妙，不仅易调整且可紧密置于炉管管壁，而且有着扩大测量范围、减小误差的优势；整体系统简单方便、测量范围大、测量精度高，大大节省了人力成本，大幅提高了锅炉维护效率。本发明成本低、能耗低，测量报警速度快，使用方便。附图说明

[0016] 图1、本发明的示意图；

[0017] 图2、本发明的铂丝端结构示意图；

[0018] 图3、本发明的第一/第二运算放大电路原理图。

具体实施方式

[0019] 下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解下述具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。

[0020] 实施例1

[0021] 如图1至图3所示的一种实时监测锅炉炉管结水垢系统，包括了铂丝端、滑动变阻箱、第一运算放大电路、第二运算放大电路、锁相放大器、计算机数据采集报警系统；铂丝端作为测量元件，铂丝端通过第一运算放大电路连接锁相放大器；滑动变阻箱用作平衡一次谐波电压，滑动变阻箱通过第二运算放大电路连接锁相放大器；锁相放大器连接计算机数据采集报警系统。锁相放大器起到数据采集的作用，并将数据传递给计算机数据采集报警系统。

[0022] 本发明的实时监测锅炉炉管结水垢系统还包括与铂丝端连接的基底层，基底层上设有栅格状铂丝，栅格状铂丝为铂丝端，铂丝端的端部设有焊盘；基底层连接炉管的管壁。焊盘方便导线的连接。基底层为HY-108AB的凝胶状高温金属粘合剂构成的基底层。基底层为型号HY-108AB的凝胶状高温金属粘合剂，该金属粘合剂可以紧密粘贴在金属炉管内壁且耐高温性能强。如图2所示，基底层1设计为长方体形状，长宽均不超过10cm，高不超过1mm。
在基底层上布上栅格状铂丝端2（栅格状铂丝为铂丝端），栅格状铂丝可以扩大测量范围，减小测量误差，在铂丝端部留有焊盘3。焊盘方便导线连接，在水垢没有形成前，铂丝端测量水的导热系数值在0.6-0.8之间，当铂丝表面有水垢形成，铂丝端测量的是水垢形成的薄膜，水垢导热系数小，一般导热系数值小于0.2，通过导热系数的变化可以判断水垢的形成。

[0023] 计算机数据采集报警系统，包括计算机、报警器。计算机通过数据采集卡将锁相放大器的数据采集到计算机，计算机再连接报警器，实现快速报警。在本实施例中，采用GPIB-USB-HS线经过锁相放大器自带的GPIB 接口将计算机和锁相放大器连接起来，通过计算机内的编程软件（如Labview）采集数据，提高测量效率，再将数据通过运算程序计算出导热系数值与标准值比较，达到预警作用。

[0024] 滑动变阻箱采用型号为ZX25a直流电阻箱，可用于消除铂丝端一次谐波下电压对数据采集的影响。

[0025] 如图3所示，本发明的第一运算放大电路与第二运算放大电路结构一致，放大电路包括运算放大器、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4。采用型号为ADA4930系列高速差分运算放大器，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4的阻值都是10KΩ。第一运算放大电路和第二运算放大电路采用型号为ADA4930系列高速差分运算放大器，响应速度快。铂丝端和滑动变阻箱均通过差动放大电路采集两端电压信号，该电路有利于抑制共模干扰和减少温度漂移。

[0026] 锁相放大器采用美国SRS公司生产的SR830数字锁相放大器。该锁相放大器应用广泛、性价比高、位相稳定，将回路中铂丝端和滑动变阻器端放大后的电压分别接入锁相放大器A和B端口，可用于平衡一次谐波和采集铂丝端对应频率下电压，最小测量尺度达nV级，满足测量需要。并且锁相放大器自带的Source端口可以充当回路的激励源，不仅方便且易调整。

[0027] 本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

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