一种电站锅炉燃烧风粉测量装置的设计研究
根据动压测速原理[3]，一次风速按如下公式计算：
V=K√△P
上式中，V为风速值，单位为m/s；△P为测速管动压(差压)值，单位为Pa；K为测速系数，与测速管标定系数和热风密度有关。
需要指出的是，为了防止受到煤粉的冲刷作用，测速管应安装在一次风管的风粉混合段之前较为合适。
一旦煤粉浓度和风速数据测出后，风量和粉量的计算就十分方便。它们的计算方法详见如下叙述。
风量按下式计算:M=AVρ
其中，M为风量，单位为kg/s； A为测点处截面积，单位为m2；ρ为热风密度，单位为kg/m3, 与温度有关。
而粉量则按下式计算:B=μM
其中，B为粉量，单位为kg/s。
2.3 显示器输出形式
本装置根据测点数自动安排屏幕显示位置。测点数量最多为20个，最少为4个，可满足各种大小锅炉的需要，即从只有一层风管的小型锅炉，到有5层风管的特大型锅炉都可使用。每四个测点分别对应一层风管中的四根风管，而每一根风管都同一个燃烧器相连，四个分别安装在锅炉的四个角上，形成四角喷燃式燃烧。
在显示器的屏幕上，其上半部分为数据显示，下半部分为直方图显示。在直方图中所显示的是每个测点的浓度值和风速值所对应的高度，其中左边为浓度值，右边为风速值。下面以两层风管8个燃烧器为例说明其显示形式，如图3所示。LCD最多可显示20行，每行可显示80个字符。该LCD选用日本日立公司生产的大屏幕显示器，型号为LM-648，点阵数为640×200点。
在图3中，小方框"□"代表该测点相应的数字值。其中，温度的显示格式为"XXX"；浓度的格式为"X.XX"；风速，风量和粉量的显示格式均为"XX.X"。小数点并不单独占一个位置，而是与个位数一起共占一个显示位置，这一点是通过对显示字符库和字模库重新定义后实现的。
本装置对外有80路模拟信号输入通道，它们构成了电路设计的主要部分。这80个通道中，用于输入温度信号的有60个，输入风速信号的有20个。而60个温度信号分别是风温20个，粉温20个，混温20个。温度信号是由热电偶产生的，它是一种只有几十毫伏的微弱信号，需要采用精密测量放大器，才能将信号放大到所要求的数值。由于通道很多，需要采用多片模拟开关叠加起来，共同组成多路采样开关。下面对这部分电路的设计予以叙述，其余电路因篇幅所限不再骜述。
放大器采用美国B-B公式生产的INA102型精密测量放大器。它的性能十分优良，其放大倍数可达1000倍，灵敏度在几十微伏以下，非常适合于弱信号的放大。其电路设计如图4所示。该电路采用共模信号输入形式，这有利于克服线路中的共模干扰信号。
在图4中，当RG为47Ω时，该电路的放大倍数为460倍。当输入信号为10mV时，输出信号为4.6V。RG分别与INA102的4和6、7脚相连，Vin的正端和负端分别与15和14脚相连，-15V一路经一个100K的电阻分别与1和16脚相连，另一路则接入9脚，+15V与12脚相连，10脚接地，11脚为电压输出正端。
3.2 多路开关设计
80个输入通道分别布置在三块通道板上，其中60个温度通道占用两块板，而20个风速通道占用一块板。两块温度通道板内部电路完全一样，可以互换使用。风速通道板的放大电路部分与温度通道板不一样。温度信号的放大电路如前面3.1节所述。而风速信号是经由变送器送出的4～20mA的电流信号，其放大电路要简单的多。尽管这两种通道板有不同的地方，但它们在多路开关的结构上却完全一样，只需讨论一种电路板的设计即可，其电路设计如图5所示。
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