楊瑩

【摘要】隨著現(xiàn)代測量、控制和自動化技術的發(fā)展，傳感器技術電力生產(chǎn)過程中越來越受到人們的重視。本文通過介紹離子敏傳感器、光線傳感器、靜電傳感器、料位傳感器在電力行業(yè)中的應用，體現(xiàn)傳感器的實用價值。

【關鍵詞】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)過程中，必須保證熱力設備系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行，這就要求能準確、及時地分析和監(jiān)督設備中使用工質(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、大容量機組越來越多地進入電廠的生產(chǎn)行列。水處理設備、工藝不斷革新，自動化技術也引入到水處理工藝和水處理控制的自動調(diào)解中，所有這些對分析的準確性和及時性都提出了更高的要求[1]。另一方面，我國儀表工業(yè)發(fā)展很快，提供了越來越多的可供選用的成分分析儀表。

1離子敏傳感器的應用

離子敏傳感器的敏感膜的作用是選擇待測離子，是接受器；換能器的作用是將待測離子的活度轉(zhuǎn)換為電信號。敏感膜和換能器是化學傳感器的關鍵，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、場效應管型、光導纖維型、聲表面波型離子敏傳感器[2]。

其中玻璃膜和固態(tài)膜類型應用最廣泛，最易于各種換能器結合；而再換能器中，離子選擇電極應用最廣。但目前發(fā)現(xiàn)最多最快的是場效應管型離子敏傳感器。這一方面得益于近年來飛鼠發(fā)展的硅半導體制造技術，另一方面，由于這種傳感器性能可靠，應用方便，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的儀表，最常見的是pH計和pNa計。

2光線傳感器的應用

光線是20世紀后半葉的重要發(fā)明之一。它與激光器、半導體光電探測器一起構成了新的光學技術，即光電子學新領域。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，在其他領域也發(fā)展了許多新的應用，其中之一就是構成光線傳感器。

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、結構簡單、以及與光線傳輸線路相容等獨特優(yōu)點，受到世界各國廣泛重視[4]。現(xiàn)已證明，光線傳感器可應用于位移、振動、轉(zhuǎn)動、壓力、彎曲、應變、速度、加速度、電流、磁場、電壓、濕度、溫度、聲場、流量、濃度、pH值等70多個物理量的測量，且具有十分廣泛的應用潛力和發(fā)展前景。

3靜電傳感器的應用

采用靜電傳感器對氣力輸送管道中煤粉顆粒的質(zhì)量流量進行在線測量是一種極具前景的測量方法，具有很高的研究與應用價值。其測量原理是利用氣力輸送過程中煤粉顆粒產(chǎn)生靜電電荷的機理，通過信號采集系統(tǒng)對靜電信號進行轉(zhuǎn)換和處理[5]。因此，靜電產(chǎn)生原理靜電傳感器測量系統(tǒng)的基礎，靜電傳感技術的本質(zhì)就是靜電電荷測量技術。

靜電法進行煤粉質(zhì)量流量測量是國際多相流測量領域的一項新技術。采用靜電傳感器，對處于氣力輸送管道中各個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行測試。同時，由于固體顆粒的靜電粘合特性會使傳感區(qū)域產(chǎn)生顆粒沉積，這將導致在速度及濃度測試中產(chǎn)生較大誤差。從這個角度來說，靜電傳感器只對管道中運動的顆粒產(chǎn)生反應，測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。靜電傳感器的結構設計新穎，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用的前景。

4料位傳感器的應用

料位測量是物位測量中的一個分支。物位是指貯存容器或工業(yè)生產(chǎn)設備里的液體、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。對于直吹式供料的鍋爐，煤倉料位高低關系到鍋爐乃至發(fā)電系統(tǒng)能否正常運行。煤倉料位過滿溢出，造成冒煤事故；煤倉料位過低或排空會造成燃燒不穩(wěn)甚至滅火停機的大事故[7]。對于中貯式供料的鍋爐，既有煤倉，又有粉倉，煤倉粉位的控制尤為重要。煤粉倉是燃料的中轉(zhuǎn)站，煤粉是用空氣傳輸?shù)?，高熱的氣體使煤粉進入煤倉中就有了一定的“基溫”，一般在70°C左右，其作用是使煤粉有一定的離散性?？墒牵@個溫度使煤粉中的水分快速蒸發(fā)并被吸潮管排出倉外，煤粉將越來越干燥，這種煤粉是極易集熱，集熱的最終結果是燃燒。燃燒加劇周圍乃至倉內(nèi)的集熱，周而復始，惡性循環(huán)，這樣如不能及時的有效控制，其結局將是白白燒掉大量煤粉。據(jù)有關資料報道，自燃煤粉約占發(fā)電總用煤量的0.5%左右。另外，煤倉煤粉爆炸的損失更大，多年來，煤倉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、最適用的方法是通過可靠的料位傳感器對煤倉的煤位和粉位進行監(jiān)控，使其始終處于最佳中轉(zhuǎn)適控狀態(tài)，這是火力發(fā)電機組安全運行的首要保證。

眾所周知，科技進步是社會發(fā)展的強大推動力。科技進步的重要作用在于不斷用機器（儀器）來代替和擴展人的體力勞動和腦力勞動，以大大提高社會生產(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、減輕勞動強度、改善勞動條件，它的準確、靈敏、及時、連續(xù)等方面也是手工分析無法比擬的，這對現(xiàn)代火力發(fā)電廠或是核電站都是十分重要的。

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