雙通道微帶縫隙汽輪機蒸汽溼度傳感器的製造方法
2024-01-20 20:48:15 4
雙通道微帶縫隙汽輪機蒸汽溼度傳感器的製造方法
【專利摘要】本發明公開了微波法汽輪機蒸汽溼度在線監測領域的一種雙通道微帶縫隙汽輪機蒸汽溼度傳感器。其技術方案是，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。本發明採用了雙通道結構，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溼度傳感器帶來的頻率漂移，具有自補償特性；提高了溼度測量精度。該發明採用微帶線結構，體積小、重量輕，易於製作，成本低，易於批量生產，對蒸汽溼度的準確測量具有重要的理論意義和實用價值。
【專利說明】雙通道微帶縫隙汽輪機蒸汽溼度傳感器
【技術領域】
[0001]本發明屬於微波法汽輪機蒸汽溼度在線監測領域，尤其涉及一種雙通道微帶縫隙汽輪機蒸汽溼度傳感器。
【背景技術】
[0002]在線監測汽輪機內蒸汽溼度對汽輪機運行的安全性和經濟性有重要意義。目前國內外用於汽輪機內流動溼蒸汽溼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。
[0003]熱力學法是溼度探針在測量時採用抽汽採樣法，即從汽輪機的排汽中抽取部分汽樣引向測量段進行處理，由於熱力學溼度法溼度測量裝置的體積較大，只適用於在測量汽輪機排汽溼度等具有較大蒸汽空間的場合使用。
[0004]光學法溼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幹擾等優點，但實用中要保證光學窗口的潔淨、不結露，測量結構複雜，設備造價高。
[0005]CCD成像法採用圖像處理技術，顯微視頻技術和微粒圖像速度儀測量汽輪機中蒸汽溼度和水滴直徑，但設備造價高，在準確度等方面需進一步的提高。
[0006]微波金屬圓柱波導微擾法是基於微波諧振腔的微擾，其溼度傳感器採用的是圓柱波導結構，由於溼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鏽的不足，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，易於製作且能抑制頻率漂移的實用化溼度傳感器來滿足在線監測汽輪機內蒸汽溼度測量的要求。
【發明內容】
[0007]針對採用圓柱波導諧振腔微波測量蒸汽溼度存在體積大、易生鏽，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溼度傳感器。
[0008]一種雙通道微帶縫隙汽輪機蒸汽溼度傳感器，在微帶基板上製作，其特徵在於，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；
[0009]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；
[0010]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。
[0011]所述測量微帶縫隙諧振器和參考微帶縫隙諧振器採用鍍金處理；所述測量微帶縫隙諧振器四周採用網格金屬作為第一屏蔽器進行屏蔽，並對金屬進行防鏽處理；所述參考微帶縫隙諧振器四周採用全封閉金屬作為第二屏蔽器進行屏蔽，並對金屬進行防鏽處理。
[0012]所述第一屏蔽器尺寸為20X20X3mm。
[0013]所述第二屏蔽器尺寸為20X20X3mm。
[0014]所述測量微帶縫隙諧振器和參考微帶縫隙諧振器採用在一塊微帶基板上製作；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於40倍基板厚度，工作波長為3?IOcm0
[0015]所述測量微帶縫隙諧振器和參考微帶縫隙諧振器採用分開在兩個相同的微帶基板上製作。
[0016]所述第一微帶縫隙為0.1mm ;所述第二微帶縫隙為0.1mm。
[0017]所述第一諧振器和第二諧振器採用開路的二分之一波長諧振器。
[0018]本發明的有益效果是，由於採用了雙通道結構，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溼度傳感器帶來的頻率漂移，具有一定的自補償特性；提高了溼度測量精度。該發明採用微帶線結構，體積小、重量輕，易於製作，成本低，易於批量生產，對蒸汽溼度的準確測量具有重要的理論意義和實用價值。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是本發明提供的在微帶線上製作PCB版圖；
[0020]圖2是本發明提供的測試結果圖；
[0021]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】
[0022]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範圍及其應用。
[0023]圖1是本發明提供的在微帶線上製作PCB版圖。圖1中，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3 ;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5。微帶基板I的尺寸為:20X40X0.203mm;第一饋線2的尺寸:4X0.47X0.017mm ;第一諧振器3尺寸:9X0.47X0.017mm ;第二饋線4的尺寸:4X0.47X0.017mm ;第二諧振器5的尺寸:9X0.47X0.017mm ;第一饋線2和第一微帶縫隙之間距離0.1mm ;第一諧振器3和第一饋線2離微帶基板I的邊界距離大於20倍基板厚度即可；第二饋線4和第二微帶縫隙之間距離
0.1mm ;第二諧振器5和第二饋線4離微帶基板I的邊界距離大於20倍基板厚度即可。第一饋線2和第二饋線4離微帶基板I左側邊界的距離0.5?1mm。第一諧振器3和第二諧振器5離微帶基板I右側邊界的距離大於20倍基板厚度即可。第一諧振器3中心和第二諧振器5中心之間的距離為20mm ;第一諧振器3邊和第二諧振器5邊之間的距離為19.53mm。
[0024]圖2是本發明提供的測試結果圖。加工完成後，應用微波矢量網絡分析儀進行埠反射係數的測量，也可採用常規的方法，使用功率計、頻率計、頻譜分析儀進行測量。得到如圖2所示的曲線即為成功。
[0025]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應該涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求的保護範圍為準。
【權利要求】
1.一種雙通道微帶縫隙汽輪機蒸汽溼度傳感器，在微帶基板上製作，其特徵在於，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。
2.根據權利要求1所述的傳感器，其特徵在於，所述測量微帶縫隙諧振器和參考微帶縫隙諧振器採用鍍金處理；所述測量微帶縫隙諧振器四周採用網格金屬作為第一屏蔽器進行屏蔽，並對金屬進行防鏽處理；所述參考微帶縫隙諧振器四周採用全封閉金屬作為第二屏蔽器進行屏蔽，並對金屬進行防鏽處理。
3.根據權利要求2所述的傳感器，其特徵在於，所述第一屏蔽器尺寸為20X20X3mm。
4.根據權利要求2所述的傳感器，其特徵在於，所述第二屏蔽器尺寸為20X20X3mm。
5.根據權利要求1所述的傳感器，其特徵在於，所述測量微帶縫隙諧振器和參考微帶縫隙諧振器採用在一塊微帶基板上製作；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於40倍微帶基板厚度，工作波長為3?10cm。
6.根據權利要求1所述的傳感器，其特徵在於，所述測量微帶縫隙諧振器和參考微帶縫隙諧振器採用分開在兩個相同的微帶基板上製作。
7.根據權利要求1所述的傳感器，其特徵在於，所述第一微帶縫隙為0.1mm ;所述第二微帶縫隙為0.1mm。
8.根據權利要求1所述的傳感器，其特徵在於，所述第一諧振器和第二諧振器採用開路的二分之一波長諧振器。
【文檔編號】G01N22/04GK103592318SQ201310516708
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年10月28日 優先權日:2013年10月28日
【發明者】張淑娥, 孫景芳, 楊宏宇, 楊再旺 申請人:華北電力大學（保定）