楊瑩

【摘要】隨著現(xiàn)代測(cè)量、控制和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，傳感器技術(shù)電力生產(chǎn)過(guò)程中越來(lái)越受到人們的重視。本文通過(guò)介紹離子敏傳感器、光線傳感器、靜電傳感器、料位傳感器在電力行業(yè)中的應(yīng)用，體現(xiàn)傳感器的實(shí)用價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】離子敏傳感器 光線傳感器 靜電傳感器 料位傳感器

在火力發(fā)電廠的電力生產(chǎn)過(guò)程中，必須保證熱力設(shè)備系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，這就要求能準(zhǔn)確、及時(shí)地分析和監(jiān)督設(shè)備中使用工質(zhì)（水、汽等）的主要參數(shù)和品質(zhì)。隨著電力工業(yè)的發(fā)展，高溫、高壓、大容量機(jī)組越來(lái)越多地進(jìn)入電廠的生產(chǎn)行列。水處理設(shè)備、工藝不斷革新，自動(dòng)化技術(shù)也引入到水處理工藝和水處理控制的自動(dòng)調(diào)解中，所有這些對(duì)分析的準(zhǔn)確性和及時(shí)性都提出了更高的要求[1]。另一方面，我國(guó)儀表工業(yè)發(fā)展很快，提供了越來(lái)越多的可供選用的成分分析儀表。

1離子敏傳感器的應(yīng)用

離子敏傳感器的敏感膜的作用是選擇待測(cè)離子，是接受器；換能器的作用是將待測(cè)離子的活度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。敏感膜和換能器是化學(xué)傳感器的關(guān)鍵，器形式?jīng)Q定了離子敏感期的類型。因此，可以根據(jù)敏感膜和換能器將離子型傳感器分類。按敏感膜分類有：玻璃膜式、固態(tài)膜式、液態(tài)膜式離子敏傳感器；按換能器分類有：電極型、場(chǎng)效應(yīng)管型、光導(dǎo)纖維型、聲表面波型離子敏傳感器[2]。

其中玻璃膜和固態(tài)膜類型應(yīng)用最廣泛，最易于各種換能器結(jié)合；而再換能器中，離子選擇電極應(yīng)用最廣。但目前發(fā)現(xiàn)最多最快的是場(chǎng)效應(yīng)管型離子敏傳感器。這一方面得益于近年來(lái)飛鼠發(fā)展的硅半導(dǎo)體制造技術(shù)，另一方面，由于這種傳感器性能可靠，應(yīng)用方便，易于集成化，因而很受歡迎[3]。在電廠中利用離子敏傳感器原理建立起來(lái)的儀表，最常見的是pH計(jì)和pNa計(jì)。

2光線傳感器的應(yīng)用

光線是20世紀(jì)后半葉的重要發(fā)明之一。它與激光器、半導(dǎo)體光電探測(cè)器一起構(gòu)成了新的光學(xué)技術(shù)，即光電子學(xué)新領(lǐng)域。光線的最初研究是為了通訊；由于光線具有許多新的特性，因此，在其他領(lǐng)域也發(fā)展了許多新的應(yīng)用，其中之一就是構(gòu)成光線傳感器。

光纖傳感器以其高靈敏度、抗電磁干擾、耐腐蝕、可撓曲、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、以及與光線傳輸線路相容等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，受到世界各國(guó)廣泛重視[4]?，F(xiàn)已證明，光線傳感器可應(yīng)用于位移、振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、壓力、彎曲、應(yīng)變、速度、加速度、電流、磁場(chǎng)、電壓、濕度、溫度、聲場(chǎng)、流量、濃度、pH值等70多個(gè)物理量的測(cè)量，且具有十分廣泛的應(yīng)用潛力和發(fā)展前景。

3靜電傳感器的應(yīng)用

采用靜電傳感器對(duì)氣力輸送管道中煤粉顆粒的質(zhì)量流量進(jìn)行在線測(cè)量是一種極具前景的測(cè)量方法，具有很高的研究與應(yīng)用價(jià)值。其測(cè)量原理是利用氣力輸送過(guò)程中煤粉顆粒產(chǎn)生靜電電荷的機(jī)理，通過(guò)信號(hào)采集系統(tǒng)對(duì)靜電信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和處理[5]。因此，靜電產(chǎn)生原理靜電傳感器測(cè)量系統(tǒng)的基礎(chǔ)，靜電傳感技術(shù)的本質(zhì)就是靜電電荷測(cè)量技術(shù)。

靜電法進(jìn)行煤粉質(zhì)量流量測(cè)量是國(guó)際多相流測(cè)量領(lǐng)域的一項(xiàng)新技術(shù)。采用靜電傳感器，對(duì)處于氣力輸送管道中各個(gè)位置的固體顆粒具有較高的敏感度，適合于在稀相及濃相等各種條件下進(jìn)行測(cè)試。同時(shí)，由于固體顆粒的靜電粘合特性會(huì)使傳感區(qū)域產(chǎn)生顆粒沉積，這將導(dǎo)致在速度及濃度測(cè)試中產(chǎn)生較大誤差。從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，靜電傳感器只對(duì)管道中運(yùn)動(dòng)的顆粒產(chǎn)生反應(yīng)，測(cè)得的濃度值在很大程度上不受顆粒沉積的影響[6]。因此，采用靜電傳感方法可以有效地避免這種誤差的產(chǎn)生。靜電傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎，易于安裝在大口徑的氣力輸送管道中，因此，靜電傳感器具有廣泛的研究與應(yīng)用的前景。

4料位傳感器的應(yīng)用

料位測(cè)量是物位測(cè)量中的一個(gè)分支。物位是指貯存容器或工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備里的液體、粉粒狀固體、氣體之間的分界面位置，根據(jù)具體用途分為液位、料位和界位傳感器。

目前，我國(guó)主要是以原煤為發(fā)電燃料，大多數(shù)電廠鍋爐都采用煤粉向鍋爐供料。對(duì)于直吹式供料的鍋爐，煤倉(cāng)料位高低關(guān)系到鍋爐乃至發(fā)電系統(tǒng)能否正常運(yùn)行。煤倉(cāng)料位過(guò)滿溢出，造成冒煤事故；煤倉(cāng)料位過(guò)低或排空會(huì)造成燃燒不穩(wěn)甚至滅火停機(jī)的大事故[7]。對(duì)于中貯式供料的鍋爐，既有煤倉(cāng)，又有粉倉(cāng)，煤倉(cāng)粉位的控制尤為重要。煤粉倉(cāng)是燃料的中轉(zhuǎn)站，煤粉是用空氣傳輸?shù)?，高熱的氣體使煤粉進(jìn)入煤倉(cāng)中就有了一定的“基溫”，一般在70°C左右，其作用是使煤粉有一定的離散性。可是，這個(gè)溫度使煤粉中的水分快速蒸發(fā)并被吸潮管排出倉(cāng)外，煤粉將越來(lái)越干燥，這種煤粉是極易集熱，集熱的最終結(jié)果是燃燒。燃燒加劇周圍乃至倉(cāng)內(nèi)的集熱，周而復(fù)始，惡性循環(huán)，這樣如不能及時(shí)的有效控制，其結(jié)局將是白白燒掉大量煤粉。據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，自燃煤粉約占發(fā)電總用煤量的0.5%左右。另外，煤倉(cāng)煤粉爆炸的損失更大，多年來(lái)，煤倉(cāng)煤粉爆炸事故常有發(fā)生，給火電廠造成巨大損失[8]。目前，最經(jīng)濟(jì)、最適用的方法是通過(guò)可靠的料位傳感器對(duì)煤倉(cāng)的煤位和粉位進(jìn)行監(jiān)控，使其始終處于最佳中轉(zhuǎn)適控狀態(tài)，這是火力發(fā)電機(jī)組安全運(yùn)行的首要保證。

眾所周知，科技進(jìn)步是社會(huì)發(fā)展的強(qiáng)大推動(dòng)力。科技進(jìn)步的重要作用在于不斷用機(jī)器（儀器）來(lái)代替和擴(kuò)展人的體力勞動(dòng)和腦力勞動(dòng)，以大大提高社會(huì)生產(chǎn)力。在電廠中，儀表代替手工分析，不僅僅是為了節(jié)省人力、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件，它的準(zhǔn)確、靈敏、及時(shí)、連續(xù)等方面也是手工分析無(wú)法比擬的，這對(duì)現(xiàn)代火力發(fā)電廠或是核電站都是十分重要的。

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