[实用新型]一种双模四通道汽轮机蒸汽湿度测量系统

摘要

本实用新型公开了一种双模四通道汽轮机蒸汽湿度测量系统，测量系统由信号处理及控制器、TE₁₁₁模模块、TE₀₁₁模模块、压力计和温度计组成；TE₁₁₁模模块和TE₀₁₁模块结构相同，分别在TE₁₁₁模式和TE₀₁₁模式下工作；压力计和温度计的输出端接信号处理及控制器的相应输入端，信号处理及控制器的相应控制输出端分别接TE₁₁₁模式模块、TE₀₁₁模式模块的相应输入端，其输入端分别接TE₁₁₁模式模块、TE₀₁₁模式模块的相应输出端。本实用新型采用四通道双模谐振模式工作，快速、准确测量湿蒸汽湿度，消除水膜厚度及环境温度引起的测量误差，提高湿度测量精度。

主权项

一种双模四通道汽轮机蒸汽湿度测量系统，其特征在于：包括信号处理器及控制器(1)、TE₁₁₁模式模块、TE₀₁₁模式模块；所述TE₁₁₁模式模块、TE₀₁₁模式模块结构相同，分别在TE₁₁₁模式和TE₀₁₁模式下工作；所述信号处理及控制器(1)的相应控制输出端分别接TE₁₁₁模式模块、TE₀₁₁模式模块的相应输入端，其输入端分别接TE₁₁₁模式模块、TE₀₁₁模式模块的相应输出端；所述TE₁₁₁模式模块由第一扫频信号源(2)、第一隔离器(3)、第一功率分配器(4)、第一测量谐振腔(6)、第一参考谐振腔(9)、第一参考通道和第一测量通道组成；所述第一扫频信号源(2)的输入端接信号处理及控制器(1)的相应输出端，在信号处理及控制器(1)控制下生成扫频信号，扫频信号经第一隔离器(3)输入第一功率分配器(4)，所述第一功率分配器(4)输出的第一路信号和第二路信号分别经第一测量通道和第一参考通道输出至信号处理及控制器(1)的相应输入端；所述第一测量通道由第一环形器(5)、第一检波器(7)组成；所述第一功率分配器(4)输出的一路信号依次经第一环形器(5)、第一检波器(7)输出至信号处理及控制器(1)的相应输入端，另一路信号输出至第一微波测量谐振腔(6)；所述第一参考通道由第二环形器(8)、第二检波器(10)组成；所述第二环形器(8)的相应输出端与第一参考谐振腔(9)连接；所述第一参考谐振腔(9)与第一测量谐振腔(6)为尺寸相同的圆柱波导谐振腔，所述第一参考谐振腔(9)为封闭腔，充满干饱和蒸汽；所述第一测量谐振腔(6)为非封闭腔，允许待测蒸汽自由通过；所述第一扫频信号源(2)的频率扫描范围由第一测量谐振腔(6)的谐振频率决定，所述第一测量谐振腔(6)的谐振频率f₀₂为：$f_{02}=\frac{c}{2\mathrm{\π}\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_{rm}^{-}}}\sqrt{{\left(\frac{1.841}{a}\right)}^2+{\left(\frac{\mathrm{\π}}{l}\right)}^2}---\left(1\right)$式中，c为光速，a为第一测量谐振腔(6)的半径，l为谐振腔的长度，为湿蒸汽的相对介电常数均值；所述TE₀₁₁模式模块由第二扫频信号源(11)、第二隔离器(12)、第二功率分配器(13)、第三环形器(14)、第三检波器(16)、第四环形器(17)、第四检波器(19)、第二测量谐振腔(15)、第二参考谐振腔(18)组成；所述第二扫频信号源的频率扫描范围由的谐振频率决定，所述第二测量谐振腔(15)的谐振频率f₀₄为：$f_{04}=\frac{c}{2\mathrm{\π}\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_{rm}^{-}}}\sqrt{{\left(\frac{3.832}{a}\right)}^2+{\left(\frac{\mathrm{\π}}{l}\right)}^2}---\left(2\right)$式中，c，a，l，的取值与(1)式相同。