阅读说明：本技术 一种核电烟囱超声波式气体流量检测装置 (Ultrasonic wave type gas flow detection device for nuclear power chimney ) 是由 张曹龙 胡润勇 龚建军 冯亮 于 2021-01-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种核电烟囱超声波式气体流量检测装置,该装置通过在核电烟囱直管段内径向安装固定支架,以使核电烟囱内的气体流向垂直通过固定支架,方便数据采集；然后在固定支架上径向设置多个测速装置接口,并通过超声波测速装置的接插件连接超声波测速装置,以通过多个测量点取样测量,提高测量精度和准确度,同时,也方便超声波测速装置的拆卸,提高测量装置维护的便捷性；最后将超声波测速装置设置为多个接插件、信号处理单元和风速测量器,以简化测速装置,同时还可以避免烟气粉尘附着,免去安装压缩空气等防尘措施,有利于提高测量精度和准确度。(The invention discloses an ultrasonic gas flow detection device for a nuclear power chimney, which is characterized in that a fixed support is radially arranged in a straight pipe section of the nuclear power chimney, so that the gas in the nuclear power chimney flows vertically through the fixed support, and data acquisition is facilitated; then, a plurality of speed measuring device interfaces are radially arranged on the fixed support, and the ultrasonic speed measuring device is connected through a connector of the ultrasonic speed measuring device, so that sampling measurement is performed through a plurality of measuring points, the measuring precision and accuracy are improved, meanwhile, the ultrasonic speed measuring device is convenient to disassemble, and the convenience in maintenance of the measuring device is improved; set up ultrasonic wave speed sensor into a plurality of connectors, signal processing unit and wind speed measurement ware at last to simplify speed sensor, can also avoid the flue gas dust to adhere to simultaneously, remove dustproof measures such as installation compressed air from, be favorable to improving measurement accuracy and degree of accuracy.)

一种核电烟囱超声波式气体流量检测装置

技术领域

本发明涉及核电气体流检测技术领域，具体涉及一种核电烟囱超声波式气体流量检测装置。

背景技术

随着环境保护意识的提高，国家对烟气排放监控要求也随之提高，核电站对产生的烟气流量的测量关系着其向监管部门上报放射性气体排放总量的计算。目前核电站对核电烟囱的烟气进行检测的测量装置主要包括皮托管差压式测量装置和热导式测量装置。其中，皮托管差压式测量装置即为皮托管差压式测量法对应的装置，其具体原理为：在核电烟囱内部安置取压部件，通过测量该位置的动压和静压之差，来计算该点的流量；热导式测量装置即为热导式测量法对应的装置，其具体原理为：通过热导原理，将气流中的流体和热源之间进行热量交换的关系，计算处该点流量。但上述测量装置受烟气介质中粉尘影响较大，热敏元件表面易被粉尘粘连，其中，皮托管差压式测量装置中的取压管易也被粉尘堵塞，导致测量精度和准确度较差，无法满足烟囱烟气流量测量精度的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是目前对核电烟囱的烟气进行检测的测量装置测量精度和准确度较差且维护成本高，因此，本发明提供一种核电烟囱超声波式气体流量检测装置，以提高测量精度和准确度。

本发明通过下述技术方案实现：

一种核电烟囱超声波式气体流量检测装置，包括固定支架、多个超声波测速装置和上位机；所述固定支架径向安装在核电烟囱直管段内；

所述固定支架径向设置有多个测速装置接口，每一测速装置接口用于连接一所述超声波测速装置；所述超声波测速装置，用于将检测到的超声波信号转换为风速值发送给上位机。

进一步地，所述超声波测速装置包括多个接插件、信号处理单元和风速测量器；

所述接插件，用于将所述超声波测速装置插接在所述测速装置接口；

所述风速测量器，用于检测超声波信号，并发送给所述信号处理单元；

所述信号处理单元，用于接收所述风速测量器发送的超声波信号，并将所述超声波信号处理为风速值发送给所述上位机。

进一步地，所述接插件内设置有定位结构，用于定位并安装所述超声波测速装置。

进一步地，超声波测速装置还包括风速测量器支撑臂，所述风速测量器支撑臂上安装有风速测量器；

所述风速测量器通过所述风速测量器支撑臂与所述信号处理单元连接。

进一步地，所述固定支架内设置有信号电缆；

所述信号处理单元，用于将所述超声波信号处理为风速值，并通过信号电缆传送给上位机。

进一步地，所述上位机，用于当所述上位机接收到所述超声波测速装置发送的风速值后，对所述风速值进行加权校准计算，得到烟囱气体流速并传送至核电DCS系统。

进一步地，所述对所述风速值进行加权校准计算，包括：

通过加权校准计算公式对所有超声波测速装置测得的风速值进行加权校准计算，得到烟囱气体流速；所述加权校准计算公式具体为：其中，v表示烟囱气体流速，n表示超声波测速装置的个数，α₁、α₂、α₃…α_n表示各超声波测速装置中的风速测量器对应的校准系数，v₁、v₂、v₃…v_n表示各风速测量器对应的风速值。

进一步地，所述核电烟囱直管段包括竖直段、连接段和水平段；

所述竖直段竖直穿过核电烟囱并连接在所述连接段的一端，所述连接段设置在所述核电烟囱内，所述水平段从所述核电烟囱的一侧穿过并连接在所述连接段的另一端。

进一步地，所述固定支架水平间隔安装在所述核电烟囱直管段的竖直段，与所述核电烟囱直管段的竖直段垂直；

所述固定支架竖直间隔安装在所述核电烟囱直管段的水平段，与所述核电烟囱直管段的水平段垂直。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明一种核电烟囱超声波式气体流量检测装置，通过在核电烟囱直管段内径向安装固定支架，并在固定支架上径向设置多个测速装置接口，用于连接多个超声波测速装置，以通过多个测量点的取样测量，提高测量精度和准确度，同时，也可以实现对测量点的快速更换及检修。

2、本发明一种核电烟囱超声波式气体流量检测装置，通过设置测速装置接口配合超声波测速装置上的接插件方便超声波测速装置的拆卸，提高测量装置维护的便捷性。

3、通过在超声波测速装置中设置风速测量器，简化测速装置，同时还可以避免使用皮托管时烟气粉尘容易附着的情况发生，免去安装压缩空气等防尘措施，有利于提高测量精度和准确度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明实施例的一结构意图。

图2为本发明实施例的一具体结构意图。

图3为本发明实施例的另一具体结构意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-接插件、2-信号处理单元、3-风速测量器支撑臂、4-风速测量器、5-信号电缆、6-固定支架、7-核电烟囱直管段。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

如图1-图3所示，本发明提供一种核电烟囱超声波式气体流量检测装置，包括固定支架6、多个超声波测速装置和上位机。

其中，固定支架6径向安装在核电烟囱直管段7内，固定支架6径向设置有多个测速装置接口，每一测速装置接口用于连接一超声波测速装置。该超声波测速装置，用于将检测到的超声波信号转换为风速值发送给上位机。

进一步地，超声波测速装置包括多个接插件1、信号处理单元2和风速测量器4。其中，接插件1，用于将超声波测速装置插接在测速装置接口；风速测量器4，用于检测超声波信号，并发送给信号处理单元2；信号处理单元2，用于接收风速测量器4发送的超声波信号，并将超声波信号处理为风速值发送给上位机。

其中，风速测量器指用于测量风速大小的器件。本实施例中的风速测量器采用超声波传感器，提高检测精度，同时还可以避免烟气粉尘容易附着的情况发生。

具体地，设置风速测量器4检测超声波信号，并将超声波信号发送给信号处理单元2，信号处理单元2记录风速测量器4发送超声波时对应的收发时间，并通过时差法测得当前测量点的风速。

进一步地，本实施例中的接插件1内设置有定位结构，用于定位并安装超声波测速装置。超声波测速装置还包括风速测量器支撑臂3，风速测量器支撑臂3上安装有风速测量器4，其中，风速测量器4通过风速测量器支撑臂3与信号处理单元2连接。

进一步地，本实施例中的核电烟囱直管段7包括竖直段、连接段和水平段；其中，竖直段竖直穿过核电烟囱并连接在连接段的一端，连接段设置在核电烟囱内，水平段从核电烟囱的一侧穿过并连接在连接段的另一端。

固定支架6水平间隔安装在核电烟囱直管段7的竖直段，与核电烟囱直管段7的竖直段垂直；固定支架6竖直间隔安装在核电烟囱直管段7的水平段，与核电烟囱直管段7的水平段垂直。

进一步地，固定支架6内设置有信号电缆5，信号处理单元2将超声波信号处理为风速值，并通过信号电缆5传送给上位机。上位机在接收到超声波测速装置发送的风速值后，对风速值进行加权校准计算，得到烟囱气体流速并传送至核电DCS系统。

具体地，上位机在接收到超声波测速装置发送的风速值后，通过加权校准计算公式对所有超声波测速装置测得的风速值进行加权校准计算，得到烟囱气体流速。本实施例的加权校准计算公式具体为：其中，v表示烟囱气体流速，n表示超声波测速装置的个数，α₁、α₂、α₃…α_n表示各超声波测速装置中的风速测量器对应的校准系数，v₁、v₂、v₃…v_n表示各风速测量器对应的风速值。

具体地，在核电烟囱直管段内径向安装固定支架，以使核电烟囱内的气体流向垂直通过固定支架，方便数据采集。然后在固定支架上径向设置多个测速装置接口，并通过超声波测速装置的接插件连接超声波测速装置，以通过多个测量点取样测量，提高测量精度和准确度，同时，也方便超声波测速装置的拆卸，提高测量装置维护的便捷性。将超声波测速装置设置为多个接插件、信号处理单元和风速测量器，以简化测速装置，同时还可以避免烟气粉尘附着，免去安装压缩空气等防尘措施，有利于提高测量精度和准确度。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。