炉非接触式检测技术应用

  摘   要:炉浮标式进行测量,,而且的准确检测。文章提出一种非接触式检测技术。在详电容测量理论上,在炉外壁电容检测,变频的,了炉测量。DOE设置阈值,提性与准确性。,本技术可炉的精准测量。DOE的阈值设置可有效兼容和,提高检测的性与可靠性。
  关键词:炉;非接触电容式检测;变频检测;阈值设置
  对的越来越多,炉越来越受欢迎[1]。目前,市的炉盒的检测主浮标式[2]和探针式[3]。这两种接触式测量,浮标法电磁或等检测,只档,用于检测高,低,是浮标,并且对作更的区分。探电容检测[07-03],检测档位的取决于探针的,是结构,引线麻烦且不方便。
  本研究电容检测技术[7]提出一种用于炉盒检测的非接触式测量技术[8],并且变频比较的来对电容的[9],确保测量的可靠性及准确度。提出(Design of Experiment,DOE)[10]阈值设置,兼容以及,确保了检测的准确性和性。
  1    非接触式检测
  1.1 
  炉非接触电容式检测和检测两大部分,如图1。
  (1):为发生器水源。电容检测,与检测部分的容器壁必须是,非导电的。
  (2)检测:电容,电容检测,接口等。
  结构如图2。安外罩,检测安外罩后侧壁,与且平行,板(Printed Circuit Board,PCB)的电容朝向侧壁,外罩用于固定和检测。检测可安外罩后外或外罩左右侧板,为检测灵敏度,与检测的间隙应不大于2 mm,电容面积优选为300 mm2。
  1.2  非接触检测
  以第i档(i=1?2。…。n)的触摸电容Ci为例进行说明,其他档位的检测类似。電容检测跨阻放大器检测,其得到:
  (1)
  ,Vc为载波,与频率为V0和f,放大器为Vi,Cf为反馈电容,Rf为反馈电阻,Cpi为电容(固结构与,电容Cpi为固定值)。
  (2)
  ,ε0为介电,εri为的相对介电,的相对介电1,而水的介电81.5,二者,这是电容式检测理论的。S为电容面积,d为电容间距。当1>>ωCfRf时,(1)可简:
  (3)
  则Vi的Vim为:
  (4)
  到运放会存在的Vpi,因此有:
  (5)
  ,ki为:
  (6)
  不同档位电容的运放不同,因此?(5)中Vpi也将不同,若简单地Vim做,则误判,降低测量。对此,比较法做,不同运放Vpi的性带来的。
  (5—6),载波信频率f与读出信Vim为线性关系,并且ki与相对介电εri也为线性关系。V0,Rf,ε0,S。d和Cpi均为,因此?测定ki即可相对介电εri的大小,电容电介质是水。
  1.3  检测的步骤
  (1)提高信噪比,比较法,3个载波频率(f1,f2。f3)用于2个值,2个值求平均以测量。,设置载波信频率为200 kHz,600 kHz和1 000 kHz,测试得到不同载波下的Vim1,Vim2和Vim3。
  (2)载波频率和计ki值():
  (7)
  (3)将检测得到的ki与预设的阈值ki0作,若ki大于ki0,则该触摸屏电容的,否则判为。
  中不同档位检测的不同,因此?电容的大小也不同;此外,不同档位的电容面积和电容间距存在微,不完全,(6),不同档位的触摸电容的阈值也将不同,需提前测试。
  2    变频阈值的设置
  从(5—7)中,测量的因素为测量介介电以及测量的距离,介质为水,介电受温度,测量距离受的。避免温度和带来的,阈值ki0的:
  (1)状态下,最最大的,测量不同下的,并求出这些的最大值ki max。   (2)状态下,最最大的,测量不同下的,并求出这些的最小值ki min。
  (3)则阈值ki0为:ki0=(ki max+ki min)÷2。
  ,i为档数的,i=1?2。…。n。
  3    测试与
  本技术的有效性及性,5档的检测,如图3的测试进行。
  3.1  阈值设置测试
  不同的材质不同,其的阈值也不同,以5个档检测为例,5个不同档位电容阈值1。
  从上述设置变频,与状态下,不同档位制定不同的阈值,可有效电容,和带来的,提高了检测灵敏度。
  3.2 
  当该档位的实时大于档位阈值,则该档位,否则该档位没水。5个档位的档位状态,把划分为0—5档状态。为测量的有效性及性进行以下:
  一,在满水时,不同以及时的各的值。从可以看出,的电容值受和的的而,但档位值并其而,2。
  二,在3档时,集成(Inter-Integrated Circuit,IIC)档位值,进行长时间得到曲线。60 000组(约16 h),的状态均在3档。检测具准确性以及可靠性。
  4   
  本文提出一种非接触式检测技术。详电容测量理论分析,提出变频比较的,在对的准确检测。提DOE的阈值设置。,DOE阈值设置,能有效降低以及对的,提性与可靠性,炉测量的准确性。
  [参考文獻]
  [1]宁.炉:冉冉升起的厨电新势力[J].消费,2017(1):50.
  [2]王毅,尚晨旭.电容式油水界面传感器的[J].中国仪器仪表,2006(5):07-03.
  [3]郭,鹏.一种智能型电容式锅炉变送器的研究与[J].中国新技术新产品,2014(7):07-03.
  [4]楼理敏,汪立明,,等.非接触式锅炉器[J].计量,2016(5):07-03,67.
  [5]李俊涛.电容式触摸集成的高分段检测[J].黑龙江信息,2010(32):14,118.
  [6].的制电容式传感器[J].数与,2017(22):107-035.
  [7]齐亮,赵茂程,居,等.一种用于测量电容式传感器[J].传感技术,2009(1):07-03.
  [8]郑,余.UYB-800电容式计的成功应用[C].承德:尿素厂,2004.
  [9]朱少民,等.蒸发器控制诊断[J].应用,2016(5):07-03.
  [10]闵亚能.(DOE)应用[M].北京:机械出版社,2011.
  Application on water level detection technology of non-contact water box
  for steam furnace
  Zhong Guangxiong1, He Chunhua2*, Li Qinghai2
  (1.South China University of Technology, Guangzhou 510641, China; 2.Midea Group, Foshan 528311? China)
  Abstract:The traditional steam boiler water box adopts buoy type to measure the water level, which is easy to pollute the water level。 and it is unable to realize the accurate detection of multiple water levels. In this paper, a non-contact water level detection technology for multiple water boxes is proposed. Based on the detailed theory of capacitance water level measurement, by installing the capacitance water level detection module on the outer wall of the steam boiler water box and using the water level judgment algorithm of frequency conversion slope, the multi-stage water level measurement of the steam boiler water box is realized. DOE method is used to set the threshold value of water level judgment, which greatly improves the consistency and accuracy of water level judgment. The experimental results show that the technology can realize the accurate measurement of the water level in the water box of the steam boiler. DOE’s water level threshold setting method can effectively compatible with water box installation error and water temperature difference, and improve the consistency and reliability of water level detection.
  Key words:steam furnace; non-contact capacitive water level detection; frequency conversion slope detection; design of experiment threshold setting
:https://www.acadtouch.com/8/view-15197784.htm

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