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2 仪器结构与测温原理

2·1 测量原理

如图1所示,反射镜与探测器对称地置于待测表面法线的两侧。当反射镜不起作用时,探测器接收到的辐射能P1为

式中:D为光瞳口径,f′为光学接收系统的焦距,τ0为大气的传播系数,A为探测器的灵敏元面积,η为调制盘的调制系数,ελ为温度为T的待测目标在波长λ处的发射率,Lλ为温度为T的黑体在波长λ处的辐射出射度,τλ为光学系统对波长为λ的光的总透过率。

当反射镜起作用时,反射镜将红外辐射反射回待测区域的单色辐射能为

并结合式(1)或式(2),即可求出待测表面的温度。式(6)中,h为Planck常数,k为Boltzmann常数,c为光速。

2·2 仪器结构

该仪器主要由光学接收系统、号放大与处理系统及显示系统三部分组成。工作时,接收镜头接收到的光号(P1、P2),经窄带干涉滤光片滤光后,再经由PIN硅光电二极管构成的光电转换系统转换成电号。该号经前置放大、选频放大、脉宽压缩、模-数转换后送入8031单片机系统进行数据处理,计算出待测表面的发射率及温度。

电路中所需的各种触发与同步号,均由同步光电系统产生:透过调制盘上镶嵌的同步滤光片的光号,先经光电转换系统转变成电号,再经整形放大后送入8031单片机,适当延时后分别去触发、同步各个需要触发和同步的号。

调制盘的结构简图见图2。其中1、2、4号窗口贴的是波长为0·80μm的窄带干涉滤光片(带宽20nm)。3号窗口贴的是波长为1·00μm的滤光片,带宽约0·1μm(无严格要求)。5、6号窗口贴的是波长为1·00μm的滤光片(带宽也无严格要求)。调制盘的转速为1 200 r/min。

调制盘的具体调制情况如下:(1)当待测表面的光辐射透过3号窗口到达反射镜、并由反射镜反射后再次穿过3号滤光片回到待测区域时,1号窗口正对探测器。对于这种情况,反射镜不起作用。这是因为透过3号滤光片后又回到待测区域的光的中心波长为1·00μm,带宽约0·1μm。而1号窗口只能通过中心波长为0·80μm、带宽仅20 nm的光,因此探测器接收到的仅是“直射”能(P1);此时,由5号窗口透过的光辐射形成触发、同步号;(2)当待测表面的光辐射透过4号窗口到达反射镜、并由反射镜反射后再次穿过4号窗口回到待测区域时,2号窗口正对探测器。对于这种情况,反射镜起作用。探测器接收到的是“直射”能与“反射”能之和(P2);此时,由6号窗口透过的光辐射形成触发、同步号;(3)当待测表面的光辐射透过1号窗口到达反射镜时,3号窗口正对探测器。情况与(1)类似,不同的只是探测器接收到的是波长为1·00μm的光辐射。后续电路虽对该号进行放大处理,但因模-数转换电路没有触发号和同步号,因此不对其进行模-数转换;(4)当待测表面的光辐射透过2号窗口到达反射镜时,4号窗口正对探测器。情况与(3)类似,不同的只是探测器接收到的是波长为0·80μm的光辐射。后续电路虽对该号进行放大处理,但同样因模-数转换电路没有触发号和同步号,故不对其进行模-数转换。

受加工、装配工艺的影响，电动阀门普遍存在手动关严后电动打不开的现象，如通过上下限位开关的动作位置把电动阀门的行程调整小一些，则出现电动阀门关不严或者阀门开不展的不理想状态;把电动阀门的行程调整大一些，则引起过力矩开关保护动作;如果将过力矩开关的动作值调整的大一些，则出现撞坏减速传动机构或者撞坏阀门，甚至将电机烧毁的事故。为了解决这一问题，通常，电动门调试时手动将电动阀门摇到底，再往开方向摇一圈，定电动门的下限位开关位置，然后将电动阀门开到全开位置定上限开关位置，这样电动阀门就不会出现手动关严后电动打不开的现象，才能使电动门开、关操作自如，但无形中就引起了电动门内漏。即使电动阀门调整的比较理想，由于限位开关的动作位置是相对固定的，阀门控制的介质在运行中对阀门的不断冲刷、磨损，也会造成阀门关闭不严而引起的内漏现象。

2.4选型错误造成阀门的空化腐蚀引起电动阀门的内漏

空化与压差有关，当阀门的实际压差△P大于产生空化的临界压差△Pc、并在出口压力P2≥Pv时，就产生空化，空化过程中气泡破裂时释放出巨大的能量，对阀座、阀芯等节流元件产生巨大的破坏作用，一般的阀门在空化条件下多运行三个月甚至更短时间，即阀门遭受到严重的空化腐蚀，致使阀座泄漏量高可达额定流量的30%以上，这是无法弥补的，因此，不同用途的电动门都有不同的具体技术要求，要按照系统工艺流程来合理选择电动阀门至关重要。

2.5介质的冲刷、电动阀门老化引起的内漏

电动阀门调整好后经过一定时间的运行，由于阀门的气蚀和介质的冲刷、阀芯与阀座产生磨损、内部部件老化等原因，则会出现电动阀门行程偏大、电动阀门关不严的现象，造成电动阀门泄漏量变大，随着时间的推移，电动阀门内漏现象会越来越严重。

3 应有高科技解决电动阀门关不严、内漏问题

目前，随着电力工业的高速发展，200MW、300MW、600MW、100MW等大容量、高参数机组相继投入运行，在电网中发挥了主力机组的作用。在厂网分开，独立经营的情况下，减少非计划停机次数，提高机组等效可用系数，节能降耗，减人增效，改善机组运行环境，提高经济效益，确保主、辅设备在佳状态下运行，是各个发电公司所追求的目标。

在火力发电厂中电动阀门设备随小，但与机组的、稳定、经济运行密切相关，电动阀门的长期内漏不仅造成大量能源的浪费，而且直接影响机组的经济效益，如用于汽机本体电动阀门疏水时，由于电动阀门的内漏可能造成凝汽器真空降低，当凝汽器真空低于设计要求时，将直接影响机组的经济性和性，据计算，300 MW机组真空每下降1kPa，煤耗率增大2g/kWh, 出力下降2.2MW以上，因此，研究更加行之有效的可靠方法，来、推迟、解决新建机组和改造以投产机组原有电动阀门的内漏问题，是发电厂用户和电动阀门生产厂家都非常关注的课题。

针对电动阀门关不严、内漏的难题，我们与辛集市申科自动化仪表有限公司合作，共同开发电动阀门控制装置，在构思和设计时充分体现了超前意识，充分考虑到安装、改造、调试、维护等管理的实施，秉承装置简单实用，标准化程度高、模块化、模拟力矩、互换性好，安装、调试方便，免维护的设计思想，成功的研制了ZWD-05B智能定位器控制装置，通过电厂试验，彻底解决了电动阀门关不严、内漏的难题。该控制装置具有如下特点：