D风粉在线系统介绍
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世界先进的气固两相流浓度和流量 在线监测技术成果！
D/3 系列交流电荷感应式 风粉在线检测装置
西安科瑞自动化有限责任公司
D/3-SCM交流电荷感应式风粉在线系统
主要功能
实时监测：
煤粉绝对流速 煤粉浓度或质量流量 煤粉细度的变化 各煤粉管道煤量平衡 煤粉管道不稳定流现象
高精度 免维护
D/3-SCM锅炉风粉全参数在线监测系统
D/3交流电荷感应原理
每一种物质都在《电荷感应序列》中占有一个席位
D/3交流电荷感应原理
在动态状态下，任何两种不同物质将相互感应产生电荷。
撞击
摩擦
感应
E=f(N,V) 其中：E—电荷感应信 号强度 N—煤粉浓度 V--风粉流速
D/3测速原理
感应电 荷信号
交相关数学模型求出 时间差∆t
流速测量特点
风粉在线产品系统的选择
静电荷法产品的优势
◆ 技术门槛比较低 静电感应信号非常容易采集，无需数字信号处理。
◆ 产品研发和生产成本比较小，易于普及。
交流电荷感应技术的简介
相对于静电荷法技术，交流电荷感应技术的在风粉参数精确测量方 面有着非常明显的优势，但是技术难度也非常高。由于采集的信号 源相比静电荷信号相差5~6个数量级，因此需要非常精密的硬件芯 片来支撑；同时，交流电荷感应技术需要采集被测介质的特征信号 曲线进行交相关性计算，因此还需要结合高精度的数字信号处理技 术。下面我们将着重介绍交流电荷感应技术。
静电荷法测量原理应用于风粉在线系统的缺陷
◆ 信号源不稳定 被测介质必须带有一定量的电荷。静电荷 法产品，采集的是煤粉颗粒表面所携带的 电荷量，由于煤粉自身携带的电荷量是一 个随机值，并且会因环境因素随时发生变 化，造成测量参数的波动。
◆ 测量信号不能反映被测介质的特征值
由于采集的是煤粉颗粒表面的电荷量，并不能反映被测煤 粉颗粒本身的特征曲线，因而无法直接通过相关性算法计 算流速和煤粉细度，仅能定性的反映煤粉颗粒浓度和流量 的变化。
10 mg/m³ 以下)
D/3煤粉浓度测量原理
D/3煤粉细度测量原理
煤粉颗粒度不同，煤粉颗粒质量就不同，当粒度不同的煤粉颗粒 流过传感器探头时，感应的电荷信号的动量特征就不同，反映在 信号上表现为功率密度谱不同，通过高速数据采集带有粒度特征 的感应电荷信号，经过数字信号处理技术和快速谱分析数学模型， 就可测量出稳定的相对煤粉细度，连续测量可得到准确的细度变 化信息。经过现场取样标定， 可以RX 方式表示煤粉细度，如R75、 R200、R90表示，常用R90形式表示。
交流电荷耦合技术感应的信号来自于 大范围的耦合电荷，不是撞击、摩擦
电荷。
在线精准测量介质平均流速、重复度优于0.1% 直接测量流速、无需标定 本质零漂移 高粉尘介质对于测量没有影响，无需吹扫、免维护 要求更少的直管段 不受介质成分变化的影响 不受介质温度、压力变化的影响
D/3煤粉浓度测量原理
微波原理的风粉在线系统
作为前些年的新技术产品，微波法风粉在线 系统，在国内电厂有过一些应用。
主要存在的问题： ◆ 测量受环境因素影响较大 ◆ 信号清晰度不够，无法通过交相 关性算法，精确计算流速。 ◆ 有源探头，难以解决磨损问题 ◆ 实用中设备的维护量大，需要经常性维护和更换备品备件。
最主要问题是，因基础信号源不稳定，带来的测量问题
采用交流电荷耦合技术 交流耦合技术是测量电荷信号围绕着电荷平均值的扰动量 电荷信号扰动量的标准偏移与粉尘的排放总量（mg/s）成线性
关系 介质浓度：
介质浓度=总排放量÷（流速x管道截面积） [mg/m³]= [mg/s] ÷ [m/s x m²] 介质流速的变化直接影响介质浓度的检测值 D/3系列产品可同步测量介质流速，可实时输出准确的浓度值 分辨率可达0.01 mg/m³ (光闪射仪和浊度仪的分辨率达不到
以上情形交流电荷耦合技术都能有效测量，直流电 荷感应技术将失效。
为什么选择交流电荷感应技术
总结：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
D/3 环境适应性
检测与标准
制造与检测(风粉试验台)
技术发展历程
电荷感应测量技术发展历程
技术分代 第一代
第二代
第三代
电荷感应式产品，依据采集信号的方式可分为： ● 静电荷法 ● 交流电荷感应式
静电荷法测量原理： 从磨煤机出口进入送粉管道的煤粉颗粒，在气力输送的过程中 因摩擦碰撞等因素，表面会积累一定的电荷。该电荷会在金属 传感器上产生静电信号。通过对上述静电信号进行分析处理， 从而得到煤粉的流速和浓度值。
风粉在线产品系统的选择
D/3-SCM锅炉风粉全参数在线监测系统
当前市场主要的风粉在线监测系统
◆ 传统的差压式（靠背管）风粉在线系统 ◆ 微波原理的风粉在线系统 ◆ 传统差压式原理和静电荷法结合的风粉在线系统 ◆ 静电荷法风粉在线系统：
采用插入式传感器探头的风粉在线系统 采用环形非接触式传感器探头的风粉在线系统 ◆ 基于超声波原理的风粉在线系统 ◆ 基于交流电荷耦合技术和数字信号处理技术的风粉在线系统
风粉在线产品系统的选择
传统的差压式风粉在线系统
已经被证明无法满足现场需求，并且无煤粉浓度测功能。
差压式原理和静电荷法结合的风粉在线系统
虽然增加了煤粉浓度测量功能，但是其自身的缺陷依然存在。 采用静电荷法测量煤粉浓度，也存在稳定性问题； 煤粉浓度测量需要进行流速修正 流速测量精度也会影响浓度测量
风粉在线产品系统的选择
根据下式可以计算出出煤粉均匀性系数：
lg ln 100 — lg ln 100
n
Rx1
Rx2
lg x1
x2
D/3煤粉细度测量原理
D/3交流电荷耦合技术及本质优点
探头表面被粉尘覆盖 探头材质与粉尘颗粒性质接近 探头材质不单纯，导致对同一种粉尘颗粒同时产
生正和负电荷 探头涂覆非导电体材料 粉尘颗粒由于碰撞达到平衡态
风粉在线产品系统的选择
静电荷法风粉在线系统：
◆ 采用插入式传感器探头的风粉在线系统 ◆ 采用环形非接触式传感器探头的风粉在线系统 静电荷法测量技术，最初是针对破袋系统提出的， 用于定性的反映被测介质的流速和浓度突变现象， 从而对布袋除尘系统进行破袋报警。
不适合定量测量设备
风粉在线产品系统的选择
电荷感应式技术的分类
D/3 系列交流电荷感应式 风粉在线检测装置
西安科瑞自动化有限责任公司
D/3-SCM交流电荷感应式风粉在线系统
主要功能
实时监测：
煤粉绝对流速 煤粉浓度或质量流量 煤粉细度的变化 各煤粉管道煤量平衡 煤粉管道不稳定流现象
高精度 免维护
D/3-SCM锅炉风粉全参数在线监测系统
D/3交流电荷感应原理
每一种物质都在《电荷感应序列》中占有一个席位
D/3交流电荷感应原理
在动态状态下，任何两种不同物质将相互感应产生电荷。
撞击
摩擦
感应
E=f(N,V) 其中：E—电荷感应信 号强度 N—煤粉浓度 V--风粉流速
D/3测速原理
感应电 荷信号
交相关数学模型求出 时间差∆t
流速测量特点
风粉在线产品系统的选择
静电荷法产品的优势
◆ 技术门槛比较低 静电感应信号非常容易采集，无需数字信号处理。
◆ 产品研发和生产成本比较小，易于普及。
交流电荷感应技术的简介
相对于静电荷法技术，交流电荷感应技术的在风粉参数精确测量方 面有着非常明显的优势，但是技术难度也非常高。由于采集的信号 源相比静电荷信号相差5~6个数量级，因此需要非常精密的硬件芯 片来支撑；同时，交流电荷感应技术需要采集被测介质的特征信号 曲线进行交相关性计算，因此还需要结合高精度的数字信号处理技 术。下面我们将着重介绍交流电荷感应技术。
静电荷法测量原理应用于风粉在线系统的缺陷
◆ 信号源不稳定 被测介质必须带有一定量的电荷。静电荷 法产品，采集的是煤粉颗粒表面所携带的 电荷量，由于煤粉自身携带的电荷量是一 个随机值，并且会因环境因素随时发生变 化，造成测量参数的波动。
◆ 测量信号不能反映被测介质的特征值
由于采集的是煤粉颗粒表面的电荷量，并不能反映被测煤 粉颗粒本身的特征曲线，因而无法直接通过相关性算法计 算流速和煤粉细度，仅能定性的反映煤粉颗粒浓度和流量 的变化。
10 mg/m³ 以下)
D/3煤粉浓度测量原理
D/3煤粉细度测量原理
煤粉颗粒度不同，煤粉颗粒质量就不同，当粒度不同的煤粉颗粒 流过传感器探头时，感应的电荷信号的动量特征就不同，反映在 信号上表现为功率密度谱不同，通过高速数据采集带有粒度特征 的感应电荷信号，经过数字信号处理技术和快速谱分析数学模型， 就可测量出稳定的相对煤粉细度，连续测量可得到准确的细度变 化信息。经过现场取样标定， 可以RX 方式表示煤粉细度，如R75、 R200、R90表示，常用R90形式表示。
交流电荷耦合技术感应的信号来自于 大范围的耦合电荷，不是撞击、摩擦
电荷。
在线精准测量介质平均流速、重复度优于0.1% 直接测量流速、无需标定 本质零漂移 高粉尘介质对于测量没有影响，无需吹扫、免维护 要求更少的直管段 不受介质成分变化的影响 不受介质温度、压力变化的影响
D/3煤粉浓度测量原理
微波原理的风粉在线系统
作为前些年的新技术产品，微波法风粉在线 系统，在国内电厂有过一些应用。
主要存在的问题： ◆ 测量受环境因素影响较大 ◆ 信号清晰度不够，无法通过交相 关性算法，精确计算流速。 ◆ 有源探头，难以解决磨损问题 ◆ 实用中设备的维护量大，需要经常性维护和更换备品备件。
最主要问题是，因基础信号源不稳定，带来的测量问题
采用交流电荷耦合技术 交流耦合技术是测量电荷信号围绕着电荷平均值的扰动量 电荷信号扰动量的标准偏移与粉尘的排放总量（mg/s）成线性
关系 介质浓度：
介质浓度=总排放量÷（流速x管道截面积） [mg/m³]= [mg/s] ÷ [m/s x m²] 介质流速的变化直接影响介质浓度的检测值 D/3系列产品可同步测量介质流速，可实时输出准确的浓度值 分辨率可达0.01 mg/m³ (光闪射仪和浊度仪的分辨率达不到
以上情形交流电荷耦合技术都能有效测量，直流电 荷感应技术将失效。
为什么选择交流电荷感应技术
总结：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
D/3 环境适应性
检测与标准
制造与检测(风粉试验台)
技术发展历程
电荷感应测量技术发展历程
技术分代 第一代
第二代
第三代
电荷感应式产品，依据采集信号的方式可分为： ● 静电荷法 ● 交流电荷感应式
静电荷法测量原理： 从磨煤机出口进入送粉管道的煤粉颗粒，在气力输送的过程中 因摩擦碰撞等因素，表面会积累一定的电荷。该电荷会在金属 传感器上产生静电信号。通过对上述静电信号进行分析处理， 从而得到煤粉的流速和浓度值。
风粉在线产品系统的选择
D/3-SCM锅炉风粉全参数在线监测系统
当前市场主要的风粉在线监测系统
◆ 传统的差压式（靠背管）风粉在线系统 ◆ 微波原理的风粉在线系统 ◆ 传统差压式原理和静电荷法结合的风粉在线系统 ◆ 静电荷法风粉在线系统：
采用插入式传感器探头的风粉在线系统 采用环形非接触式传感器探头的风粉在线系统 ◆ 基于超声波原理的风粉在线系统 ◆ 基于交流电荷耦合技术和数字信号处理技术的风粉在线系统
风粉在线产品系统的选择
传统的差压式风粉在线系统
已经被证明无法满足现场需求，并且无煤粉浓度测功能。
差压式原理和静电荷法结合的风粉在线系统
虽然增加了煤粉浓度测量功能，但是其自身的缺陷依然存在。 采用静电荷法测量煤粉浓度，也存在稳定性问题； 煤粉浓度测量需要进行流速修正 流速测量精度也会影响浓度测量
风粉在线产品系统的选择
根据下式可以计算出出煤粉均匀性系数：
lg ln 100 — lg ln 100
n
Rx1
Rx2
lg x1
x2
D/3煤粉细度测量原理
D/3交流电荷耦合技术及本质优点
探头表面被粉尘覆盖 探头材质与粉尘颗粒性质接近 探头材质不单纯，导致对同一种粉尘颗粒同时产
生正和负电荷 探头涂覆非导电体材料 粉尘颗粒由于碰撞达到平衡态
风粉在线产品系统的选择
静电荷法风粉在线系统：
◆ 采用插入式传感器探头的风粉在线系统 ◆ 采用环形非接触式传感器探头的风粉在线系统 静电荷法测量技术，最初是针对破袋系统提出的， 用于定性的反映被测介质的流速和浓度突变现象， 从而对布袋除尘系统进行破袋报警。
不适合定量测量设备
风粉在线产品系统的选择
电荷感应式技术的分类