具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

本发明中所述上位机、微波信号发射模块、发射链路信号调节模块、微波开关矩阵、微波成像传感器、接收链路信号调节模块、信号检测模块和数据采集器等技术特征(本发明的组成单元/元件)，如无特殊说明，均从常规商业途径获得，或以常规方法制得，其具体结构、工作原理以及可能涉及到的控制方式、空间布置方式采用本领域的常规选择即可，不应被视为本发明的创新点所在，对于本领域技术人员来说，是可以理解的，本发明专利不做进一步具体展开详述。

实施例1：

如图1所示，本发明提供了一种燃煤系统的煤粉输送管中煤粉流量检测装置，包括：

上位机1，用于主控制的部件；上位机1的主要功能包括提供用户界面、控制系统、数据传输和数据处理、运行数据记录等。

微波信号发射模块2，用于发送指定频率的微波信号的部件；微波信号发射模块2主要提供检测所需的微波信号，可以是单一固定频率或者多种变化的频率，通过上位机1程序可以控制发射信号的频率和功率等指标。

发射链路信号调节模块3，用于处理来自微波信号发射模块2发送的微波信号的部件；发射链路信号调节模块3主要用来处理发射部分的微波信号，主要功能包括：放大、衰减、过滤、特性阻抗匹配等。

微波开关矩阵4，用于实现微波信号与传感器的发射端和接收端之间连接的部件；微波开关矩阵4主要用于实现微波信号的发射端和接收端到传感器电极的连接。通过控制微波开关矩阵4变换信号通路，获得微波成像图像重建所需的所有测量数据。

微波成像传感器5，用于发射经过处理的微波信号和接收回传微波信号的部件；微波成像传感器可以通过控制微波开关矩阵4的控制实现电极与微波信号的发射端或接收端的连接。外层的金属管壁作为传感器的机械保护和机械支撑，电极与金属管壁之间有绝缘层隔离，电极各自可以连接到金属管壁外的信号连接端口。

接收链路信号调节模块6，用于处理来自微波成像传感器的回传信号的部件；接收链路信号调节模块6主要用来处理来自微波成像传感器5的回传信号，使信号通过检波模块，有效地将AC信号转换为DC信号。

信号检测模块7，用于检测接收端接收到的微波信号的量纲或者相位，并将测试结果发送给数据采集器8的部件；

数据采集器8，用于数据采集的部件；数据采集器8对微波信号接收和检测部分进行高速的数字量和模拟量的数据采集，并将采集的数据发送给上位机1，同时也接收上位机1的控制信号，选择性采集所需数据。

其中，所述上位机1、微波信号发射模块2、发射链路信号调节模块3、微波开关矩阵4、接收链路信号调节模块6、信号检测模块7和数据采集器8依次电连接，所述微波开关矩阵4与微波成像传感器5电连接。

根据本发明的另一方面，提供了一种燃煤系统的煤粉输送管中煤粉流量检测装置的检测方法，包括以下步骤：

步骤S1：上位机1控制微波信号发射模块2发送指定频率的微波信号至发射链路信号调节模块3；

步骤S2：经过发射链路信号调节模块3对微波信号进行放大、衰减和滤波等处理后，微波信号通过微波开关矩阵4连接到微波成像传感器5中的信号发射端和接收端；

通过对微波开关矩阵4的控制，发射端可以连接到微波成像传感器5的任意一个电极，同时接收端连接到微波成像传感器5的另一个任意电极。在微波成像传感器5中，微波信号穿过被测物质的路径开始于发射端连接的电极，终止于接收端连接的电极。

步骤S3：微波开关矩阵4的接收端接收到的微波信号被发送到接收链路信号调节模块6；

步骤S4：经过接收链路信号调节模块6的信号检波处理，微波信号以数字信号的形式到达信号检测模块7；

步骤S5：信号检测模块7将测量结果传递给数据采集器8，数据采集器8再将数据发送给上位机1。

上位机1根据微波成像一个测量周期的所有数据，利用微波成像图像重建算法，计算出被测区域内相对介电常数的分布情况。由于煤粉输送管中的空气的介电常数和煤粉的介电常数的不同，结合上已知的煤粉输送管内煤粉流速数据，系统可以实现实时检测煤粉输送管中的煤粉质量流量的功能。

微波成像传感器5利用法兰衔接在煤粉输送管的中段，检测系统将通过磨煤机煤粉输送系统正常运行时和停止运行时的发射端和接收端之间区域测试结果的差值，来计算煤粉输送管的实时流量，并实现发射端和接收端之间煤粉的实时分布图像成像。

实施例2：

如图1所示，本发明提供了一种燃煤系统的煤粉输送管中煤粉流量检测装置，包括：

上位机1，用于主控制的部件；上位机1的主要功能包括提供用户界面、控制系统、数据传输和数据处理、运行数据记录等。

微波信号发射模块2，用于发送指定频率的微波信号的部件；微波信号发射模块2主要提供检测所需的微波信号，可以是单一固定频率或者多种变化的频率，通过上位机1程序可以控制发射信号的频率和功率等指标。

发射链路信号调节模块3，用于处理来自微波信号发射模块2发送的微波信号的部件；发射链路信号调节模块3主要用来处理发射部分的微波信号，主要功能包括：放大、衰减、过滤、特性阻抗匹配等。

微波开关矩阵4，用于实现微波信号与传感器的发射端和接收端之间连接的部件；微波开关矩阵4主要用于实现微波信号的发射端和接收端到传感器电极的连接。通过控制微波开关矩阵4变换信号通路，获得微波成像图像重建所需的所有测量数据。

微波成像传感器5，用于发射经过处理的微波信号和接收回传微波信号的部件；微波成像传感器可以通过控制微波开关矩阵4的控制实现电极与微波信号的发射端或接收端的连接。外层的金属管壁作为传感器的机械保护和机械支撑，电极与金属管壁之间有绝缘层隔离，电极各自可以连接到金属管壁外的信号连接端口。

接收链路信号调节模块6，用于处理来自微波成像传感器的回传信号的部件；接收链路信号调节模块6主要用来处理来自微波成像传感器5的回传信号，使信号通过检波模块，有效地将AC信号转换为DC信号。

信号检测模块7，用于检测接收端接收到的微波信号的量纲或者相位，并将测试结果发送给数据采集器8的部件；

数据采集器8，用于数据采集的部件；数据采集器8对微波信号接收和检测部分进行高速的数字量和模拟量的数据采集，并将采集的数据发送给上位机1，同时也接收上位机1的控制信号，选择性采集所需数据。

其中，所述上位机1、微波信号发射模块2、发射链路信号调节模块3、微波开关矩阵4、接收链路信号调节模块6、信号检测模块7和数据采集器8依次电连接，所述微波开关矩阵4与微波成像传感器5电连接。

进一步地，在另一个实施例中，所述微波成像传感器5通过法兰设置在煤粉输送管上。

进一步地，在另一个实施例中，所述微波成像传感器5包括管壁、绝缘层和设置在管壁内的多个电极。

其中微波成像传感器5主要包括了多个感应电极均匀地分布在微波成像传感器5的内壁，并且采用非侵入式检测，可以保持传感器管内和原煤粉管的内表面平整，不影响煤粉的流动，也避免了煤粉对传感器设备的磨损。

进一步地，在另一个实施例中，所述上位机1设有显示屏。

进一步地，在另一个实施例中，所述上位机1为PC。

根据本发明的另一方面，提供了一种燃煤系统的煤粉输送管中煤粉流量检测装置的检测方法，包括以下步骤：

步骤S1：上位机1控制微波信号发射模块2发送指定频率的微波信号至发射链路信号调节模块3；

步骤S2：经过发射链路信号调节模块3对微波信号进行放大、衰减和滤波等处理后，微波信号通过微波开关矩阵4连接到微波成像传感器5中的信号发射端和接收端；

通过对微波开关矩阵4的控制，发射端可以连接到微波成像传感器5的任意一个电极，同时接收端连接到微波成像传感器5的另一个任意电极。在微波成像传感器5中，微波信号穿过被测物质的路径开始于发射端连接的电极，终止于接收端连接的电极。

步骤S3：微波开关矩阵4的接收端接收到的微波信号被发送到接收链路信号调节模块6；

步骤S4：经过接收链路信号调节模块6的信号检波处理，微波信号以数字信号的形式到达信号检测模块7；

步骤S5：信号检测模块7将测量结果传递给数据采集器8，数据采集器8再将数据发送给上位机1。

上位机1根据微波成像一个测量周期的所有数据，利用微波成像图像重建算法，计算出被测区域内相对介电常数的分布情况。由于煤粉输送管中的空气的介电常数和煤粉的介电常数的不同，结合上已知的煤粉输送管内煤粉流速数据，系统可以实现实时检测煤粉输送管中的煤粉质量流量的功能。

微波成像传感器5利用法兰衔接在煤粉输送管的中段，检测系统将通过磨煤机煤粉输送系统正常运行时和停止运行时的发射端和接收端之间区域测试结果的差值，来计算煤粉输送管的实时流量，并实现发射端和接收端之间煤粉的实时分布图像成像。

根据微波成像传感器5在检测范围内断层扫描成像的一个周期的测量数据，再利用微波成像图像重建算法在散射回波信号中挖掘、提取目标信息，重构目标特征，由于空气的介电常数与煤粉的差异性，可获得被测煤粉输送管上发射端到接收端之间的相对介电常数的分布情况，通过非接触方式建立传感器感应数据和图像与煤粉实时流量的关系，达到工业实时在线检测的需求。根据测量区域内的煤粉分布情况，结合已知的煤粉输送管内煤粉流速数据，可以实现燃煤系统中煤粉输送管的煤粉质量流量检测的功能。

依据本发明的描述及附图，本领域技术人员很容易制造或使用本发明的燃煤系统的煤粉输送管中煤粉流量检测装置及检测方法，并且能够产生本发明所记载的积极效果。

如无特殊说明，本发明中，若有术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此本发明中描述方位或位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以结合附图，并根据具体情况理解上述术语的具体含义。

除非另有明确的规定和限定，本发明中，若有术语“设置”、“相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。