傳感器在電力行業的應用

楊瑩

【摘要】隨著現代測量、控制和自動化技術的發展，傳感器技術電力生產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中的應用，體現傳感器的實用價值。

【關鍵詞】離子敏傳感器 光線傳感器 靜電傳感器 料位傳感器

在火力發電廠的電力生產過程中，必須保證熱力設備系統的安全經濟運行，這就要求能準確、及時地分析和監督設備中使用工質（水、汽等）的主要參數和品質。隨著電力工業的發展，高溫、高壓、大容量機組越來越多地進入電廠的生產行列。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，我國儀表工業發展很快，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換為電信號。敏感膜和換能器是化學傳感器的關鍵，器形式決定了離子敏感期的類型。因此，可以根據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、固態膜式、液態膜式離子敏傳感器；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。但目前發現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點，受到世界各國廣泛重視[4]?，F已證明，光線傳感器可應用于位移、振動、轉動、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生靜電電荷的機理，通過信號采集系統對靜電信號進行轉換和處理[5]。因此，靜電產生原理靜電傳感器測量系統的基礎，靜電傳感技術的本質就是靜電電荷測量技術。

靜電法進行煤粉質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域產生顆粒沉積，這將導致在速度及濃度測試中產生較大誤差。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生產設備里的液體、粉粒狀固體、氣體之間的分界面位置，根據具體用途分為液位、料位和界位傳感器。

目前，我國主要是以原煤為發電燃料，大多數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電系統能否正常運行。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站，煤粉是用空氣傳輸的，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?，這個溫度使煤粉中的水分快速蒸發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的集熱，周而復始，惡性循環，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。據有關資料報道，自燃煤粉約占發電總用煤量的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生，給火電廠造成巨大損失[8]。目前，最經濟、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控，使其始終處于最佳中轉適控狀態，這是火力發電機組安全運行的首要保證。

眾所周知，科技進步是社會發展的強大推動力?？萍歼M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力。在電廠中，儀表代替手工分析，不僅僅是為了節省人力、減輕勞動強度、改善勞動條件，它的準確、靈敏、及時、連續等方面也是手工分析無法比擬的，這對現代火力發電廠或是核電站都是十分重要的。

參考文獻：

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[8]沈觀林.應變電測與傳感技術在各種工程和領域中的應用[J].傳感器世界，1996，9：26～34.