声频传感器

摘要

本发明是声频传感器，其结构包括信号器罩、麦克风、噪声源、底座、隔膜，密封圈、外套、内套、上盖，控制处理板、转接板、转接端子、上夹板、下夹板、垫圈、前置放大器模块，优点：防止机组计划外停运，有利于电网负荷调度。防止或减轻二次泄漏造成的破坏。避免传统检漏方法造成的误听、误报现象。避免运行人员现场巡视可能造成的意外事故。防止吹灰器故障损坏受热面管道。缩短炉管泄漏的抢修工期，减轻劳动强度。减轻二次泄漏造成的设备损失。提高机组的可利用率。监视吹灰器运行工况，有利于锅炉预防性检修。可适用于火力发电机组的电站锅炉，实时检测炉内水冷壁、过热器、再热器、省煤器受热面管道的早期泄漏及有效监测吹灰运行工况。

权利要求

1.声频传感器，其特征是包括信号器罩、麦克风、噪声源、底座、隔膜，Ｏ型圈、外套、内套、上盖，控制处理板、转接板、5针转接端子、上夹板、下夹板、垫圈、前置放大器模块，其中：信号器罩与内套固接，麦克风、噪声源与信号器罩固接，内套固接在底座上，并通过Ｏ型圈密封，上盖与外套通过螺纹连接，控制处理板、5针转接端子固接在内套上，前置放大器模块焊接在控制处理板上，通过5针转接端子与外界连接相通，上夹板与下夹板对接固定线缆，垫圈通过外部的软管接头密封，麦克风的信号输出端连接前置放大器模块中的初级放大电路的信号输入端。

2.根据权利要求1所述的声频传感器，其特征是所述的麦克风、噪声源、控制处理板、转接板、5针转接端子的连接方式是相互粘接在一起的，用螺钉和胶加以固定。

3.根据权利要求1所述的声频传感器，其特征是所述的前置放大器模块的结构是由初级放大电路、第一级低通滤波器、低频调节恒稳器、第一级放大器、第二级高通滤波器、高频调节恒稳器、电压转电流模块、自控开关串接而成。

说明书

声频传感器

技术领域

[0001] 本发明涉及的是一种声波及频率测量的声频传感器，属于火力发电厂的热工电力测控技术领域。

背景技术

[0002] 随着发电技术的发展，现代发电锅炉已进入大容量、高参数时代，锅炉炉管数量不断增多，在运行中可靠性要求不断提高。锅炉炉管一旦发生泄漏将直接影响发电机组的安全、经济运行。因此，锅炉炉管泄漏的防止、以及对泄漏的早期发现和处理对发电企业日趋重要。

发明内容

[0003] 本发明提出的是一种声频传感器，其目的旨在利用声学监测原理，由特制的增强型声频传感器采集炉内各种声信号，并转换成电流信号；通过对噪声强度、频谱特征及持续时间的分析计算判断炉管是否发生泄漏。

[0004] 本发明的技术解决方案：其特征是包括信号器罩、麦克风、噪声源、底座、隔膜，密封圈、外套、内套、上盖，控制处理板、转接板、转接端子、上夹板、下夹板、垫圈、前置放大器模块，其中：信号器罩与内套固接，麦克风、噪声源与信号器罩固接，内套固接在底座上，并通过Ｏ型圈密封，上盖与外套通过内螺母链接，控制处理板、转接端子固接在内套上，前置放大器模块焊接在控制处理板上，通过转接端子5针与外界连接相通，上夹板与下夹板对接固定线缆，垫圈通过外部的软管接头密封，麦克风的信号输出端连接前置放大器模块中的初级放大电路的信号输入端。

[0005] 本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果：本声频传感器是将锅炉密闭空间内发出的声音实时采集，采集的主要是通过空气传播的声音，在锅炉正常运行是声音集中在中低频段，炉管泄漏后声音集中在中高频段，通过频率的变化实时捕捉泄漏声源，判断锅炉炉管是否泄漏。其安全性效益包括：防止机组计划外停运，有利于电网负荷调度。防止或减轻二次泄漏造成的破坏。避免传统检漏方法造成的误听、误报现象。避免运行人员现场巡视可能造成的意外事故。防止吹灰器故障损坏受热面管道。经济性效益包括：缩短炉管泄漏的抢修工期，减轻劳动强度。减轻二次泄漏造成的设备损失。提高机组的可利用率。监视吹灰器运行工况，有利于提高锅炉效率。有利于锅炉预防性检修。 本装置适用于火力发电机组的电站锅炉，实时检测炉内水冷壁、过热器、再热器、省煤器受热面管道的早期泄漏及有效监测吹灰运行工况。

附图说明

[0006] 图1是实施例1的结构示意图。

[0007] 图2是图1中的A-A剖示图。

[0008] 图3是结前置放大器模块的结构原理图。

[0009] 图中的1是信号器罩、2是麦克风、3是噪声源、4是底座、5是密封圈、6是外套、7是内套、8是上盖、9是控制处理板、10是转接板、11是转接端子、12是上夹板、13是下夹板、14是垫圈、15是前置放大器模块、16是初级放大电路、17是第一级低通滤波器、18是低频调节恒稳器、19是第一级放大器、20是第二级高通滤波器、21是高频调节恒稳器、22是电压转电流模块、23是自控开关。

具体实施方式

[0010] 对照附图1、2，其结构包括信号器罩1、麦克风2、噪声源3、底座4、，密封圈5、外套6、内套7、上盖8，控制处理板9、转接板10、转接端子11、上夹板12、下夹板13、垫圈14、前置放大器模块15，其中：信号器罩1与内套7固接，麦克风2、噪声源3与信号器罩1固接，内套7固接在底座4上，并通过Ｏ型圈（31.5X3.55）密封，上盖8与外套6通过内螺母链接，控制处理板9、转接端子11固接在内套7上，前置放大器模块15焊接在控制处理板9上，通过转接端子（5针）11与外界连接相通，上夹板12与下夹板13对接固定线缆，垫圈14通过外部的软管接头密封。

[0011] 所述的麦克风2、噪声源3、控制处理板9、转接板10、转接端子11的连接方式是相互粘接在一起的，然后用螺钉和胶加以固定。

[0012] 所述的前置放大器模块安装在控制处理板上，通过内部电缆与转接板相连。

[0013] 所述的信号器罩用螺钉固接在内套上，内套上设有孔，电缆从该孔中穿出。内套用螺钉固定在底座上，底座与上盖都通过螺纹与外套链接。

[0014] 所述的底座、上盖、外套也是金属材料制成。

[0015] 对照附图3，前置放大器模块的结构是由初级放大电路16是、第一级低通滤波器17是、低频调节恒稳器18是、第一级放大器19、第二级高通滤波器20、高频调节恒稳器21、电压转电流模块22、自控开关23串接而成。

[0016] 工作时，麦克风2采集声频信号由音频转为电压，经三极管第一放大电路送到低通滤波器，此作用是把200Hz以下的声频信号去除，通过低频电平进行调节、稳定，进一步去除干扰声源后由第二级放大器进行放大，再经过高通滤波器过滤，高频电平调节、稳定，最后通过电压转电流模块把电压信号转为电流信号送到端子转接板11。噪声源的作用是实现传感器的自检，通过自控开关控制端子转接板上电源检测端的通断，使噪声源工作产生声频信号让麦克风采集，用来判断整个电路回路是否工作正常。

[0017] 声频传感器采用精良的滤波电路和抗干扰电路，将锅炉炉膛内的各种背景噪音信号转换成电流信号，将电流信号输出实现泄漏报警功能。同时还能用于对锅炉蒸汽吹灰器的运行工控的检测。

[0018] 吹灰器运行噪声对泄漏源声波信号有影响，因为吹灰的声音与泄漏的特征频谱段很接近（通常达到或超过了2Khz，这也是泄漏的频率段），通常引入吹灰抑制信号来解决其对泄漏判断的影响。

[0019] 1、声频传感器能检测炉膛内的任何声音，包括正常地吹灰声、泄漏声、正常运行的背景噪音。在吹灰过程中系统能正常地检测声频信号，如果是吹灰时检测到泄漏信号，则在吹灰过程中不会发出泄漏报警信号，但吹灰结束后吹灰抑制信号取消就会立即发出报警信号。

[0020] 2、吹灰器投枪时是对称的两侧同时投，前一个吹灰器退枪和下一个吹灰器投枪之间有时间间隔,不会有吹灰声，系统会自动测算这个时间和声音辅助判断泄漏。

[0021] 3、对于无论是吹灰还是正常泄漏引起了报警状态，在泄漏追忆画面中都有记录和显示，通常如果吹灰引起的报警状态集中在过热器和再热器附近布置比较密集的点，通过查看报警追忆有规律可循。因为声频传感器对声音的检测是实时的，吹灰器每次投用也是有规律的。即使在吹灰后发出报警信号，也请提醒运行人员如果信号在1分钟内就消失，也属于吹灰引起的。