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煤氣流量計在過熱蒸汽測量中應用與問題分析及使用衝突解決
點擊次（cì）數：1867 發布時間：2021-01-08 06:04:36
摘 要：隨著節能減排在發電（diàn）廠、鋼（gāng）廠等高耗能企業的實施，對其產生的過（guò）熱蒸汽測量尤為重要（yào）。煤氣（qì）流量計傳（chuán）感器檢測感應元件為壓電陶瓷，由於其*化時居裏（lǐ）溫度的限製，隻能（néng）在（zài）低於 240℃介質中使用。為了提高傳感器耐受溫度，利用技術衝突以及物理衝突理論，建立傳感器係統功（gōng）能模型（xíng），然（rán）後進行因果分析，確定（dìng）衝突區域，在此（cǐ）基礎上，確定多個創新方案，通（tōng）過對比確定*優解（jiě）。
1 問題背（bèi）景和描述
1.1 問題的背景
隨著能源日趨緊張（zhāng），節能減排在發電廠（chǎng）、鋼廠等高耗能企業尤為重要，而能源計量要求越來越高，尤其是對這些工廠產生（shēng）的過熱（rè）蒸汽（一般 350℃以上（shàng））的測（cè）量尤為重要，而一般煤氣流量計傳感器的（de）使用溫度低於 240℃，在此背景下，迫切（qiē）需對煤氣流量計重新進行研製（zhì）開發，更好的滿足（zú）市場需（xū）求。
1.2 問題的描述
1）定義技術係統實現的功能。問題所在技術（shù）係統為煤氣（qì）流（liú）量計傳感（gǎn）器係統；該技術係統的功能為轉換信號；實（shí）現該功能的約束：測量精度為 ±1%，成本提高控製在 20% 之內。
2）現（xiàn）有技術係統的工作原（yuán）理。煤氣流量（liàng）計是基於卡門渦街原理進行測量。當流體通過漩渦（wō）發生體時，它的兩（liǎng）側會交替出現兩排旋（xuán）轉方向相反地（dì）漩渦，這些交替變化的（de）漩渦就形成了一係列交替變化的負壓力（lì）。該壓力作用在傳感器的探頭上，便會產生一係列交變電信號，經過轉換器的過濾、整形和放大處理後，轉換成脈衝頻率信號。
3） 當前技術係統存在的問題。 由於目前（qián）使用的傳感器檢測感應元（yuán）件為壓電陶瓷，其*化時居裏溫度大約420 ～ 460℃，因此（cǐ）隻（zhī）能在低於 240℃介質（zhì）中使用，一旦被測量介質的溫度（dù）高於 240℃，煤氣流（liú）量計傳感器便會因壓電陶瓷達（dá）到居（jū）裏點，絕緣電阻降低，壓電信號變弱而失效。
4）問題或類（lèi）似問題（tí）的現有解決方（fāng）案及其缺（quē）點（見表 1）。
5）新係統的要求。將煤氣流量計傳感器的耐受溫度由（yóu）原來的 240℃提高（gāo）到 350℃。
2 問題分（fèn）析
2.1 功能分析
係統分析（見表 2）。
建立已有（yǒu）係統的功能模型（見圖 1）。通過功能模（mó）型分析，描述了係統元件及其之間的（de）相互關係（xì），並得出導致傳感器耐受溫度（dù）不足問題的功能因素：高溫蒸氣對測量管傳熱；測量管對探頭傳（chuán）熱；探頭對灌封（fēng）物傳熱；灌封物對壓電陶（táo）瓷片傳熱；高溫蒸氣對探頭傳熱。
2.2 因果分析
應（yīng）用因果鏈分析法確定產生（shēng）問題的原因（見（jiàn）圖 2）。
2.3 衝突區（qū）域確定（dìng）（問題關鍵點確定）
問題關鍵點：探頭安裝（zhuāng）在測量管內，探頭與高溫介（jiè）質及（jí）測量（liàng）管直接接觸，受熱量多（duō），而使壓電陶瓷片失效。
2.4 理想解分析
*終理想解：煤氣流（liú）量計傳感器的耐熱溫（wēn）度、測量精度（dù）等不（bú）受測量介質溫度的限製，且成本沒有提高。次理想解（jiě）：煤氣流量計傳感器（qì）的耐熱溫度可達（dá） 350℃，且成本提高控製在20% 以內，測量精度為 ±1%。
3 使用衝突解決理論求解
3.1 技術衝突解決過程
1）衝突描述：為了提高傳感（gǎn）器係（xì）統的“耐熱溫度”，需要探頭遠（yuǎn）離高溫介質及測量管，但這樣做了會導致係統（tǒng）的測量信號變弱。
2）轉換（huàn）成 TRIZ 標準衝突。改善的（de）參數：**.17 溫度；惡化的參數：**.28 測試精（jīng）度。
3）查找衝突矩陣（zhèn），得到如下發明原理：No.32 改變顏色（sè）、No.19 周期性作用（yòng）、No.24 中介物。方案一：依據No.32 改變（biàn）顏色發明原理，得到解如下：改變透明或可視特性，使其適應信號（hào）傳（chuán）輸（shū）。方案二：依據 No.19 周期性作用（yòng），得（dé）到解如下：改變漩渦運動頻率，使（shǐ）得信號易於（yú）獲取（qǔ）。方案（àn）三：依（yī）據 No.24中（zhōng）介物，得到解如下：探頭外表麵（miàn）加真空絕熱材料。
3.2 物理衝突解決過程
1）衝突描（miáo）述：為了“提高傳感器係統的耐熱溫度”，需要參數“提高測量信號的精度”，需要參（cān）數探頭與高溫介質（zhì）及測（cè）量管的距離減小，即，探頭（tóu）與（yǔ）高溫介質及測量管的距離既要（yào）“增大”又要“減小”。
2）考慮到該參（cān）數（shù）“探頭與高溫介（jiè）質及測量管的距離”在不同的“空間上”具有不同的特性，因此該衝突可以從“空間”上（shàng）進行分離。
3）選用 4 條分離原理（空間分離、時間分（fèn）離（lí）、基於條件的分離、整體與（yǔ）部分分離）當中的（de）“空（kōng）間分離”原理，得到解決方案。
4） 查找與該分離原理對應的發明原理有“No.1、No.2、No.3、No.4、No.7、No.13、No.17、No.24、No.25、No.30”。根據選定的發明原理，得到解決方案。方案四：依據 No.1 和 No.2 發明原理，得（dé）到解如下（xià）：探（tàn）頭分割成獨立兩部分，一部分置於高溫介質中，而壓電（diàn）陶瓷片從探頭分離出來的部分置於高溫介質外。方案五：依據 No.7 發明（míng）原理，得到（dào）解如下：將探頭置於漩渦（wō）發生體中。
4 結論
對方案進行匯總（見表 3）。
依據表 3 得到（dào）的若幹創新解（jiě），通過（guò）評價，確（què）定*優解為：探（tàn）頭分割成獨立兩部分，加真空絕熱（rè）材料的部分位於高溫介質中（zhōng），含壓電陶瓷（cí）的部分在高溫介質外（wài）。
煤氣流量計如何調整 煤氣流量計（jì）選（xuǎn）型 高爐煤氣流量計 焦爐煤氣流量計廠家 水煤氣流量計（jì）,發生爐煤氣流量（liàng）計 高爐煤氣流量計（jì）價格 焦爐煤氣流（liú）量計價格 高爐煤氣流（liú）量計廠家 焦爐煤氣流量計（jì）,渦輪煤氣流量計 轉爐煤氣流量計,煤氣管（guǎn）道計量表（biǎo） 發生爐煤氣流（liú）量計 焦化廠煤氣（qì）流量計,水煤氣流量計 轉爐煤氣流量計,混合煤氣（qì）流量計 防爆焦爐煤（méi）氣流量計,靶式煤氣流量計 焦爐煤氣（qì）流（liú）量計,防爆焦爐煤氣流量計 大口徑（jìng）測量（liàng）高爐煤氣流量計,高（gāo）爐煤氣流（liú）量計（jì）價格 高爐煤氣流量計選型 防爆焦爐煤氣流量計,管（guǎn）道煤氣流量計 水煤氣流量計廠家 高爐煤氣（qì）流量計價格,高溫（wēn）煤氣流量計 焦爐煤氣流（liú）量計價（jià）格（gé）,焦化廠煤氣流量（liàng）計 水煤氣流量計,高爐煤氣流量計價（jià）格 發生爐煤氣流量計廠家 轉（zhuǎn）爐煤（méi）氣流量計 高爐煤氣流（liú）量計,渦（wō）輪煤氣流量（liàng）計 高爐煤氣流量計,測量煤氣流量的流量計 焦爐煤氣流量計,混合煤氣流量計（jì） 防爆焦爐煤氣流量計 焦爐煤氣流量計,管道煤氣流量計 焦爐（lú）煤氣流量計,靶式煤氣流量計
1 問題背（bèi）景和描述
1.1 問題的背景
隨著能源日趨緊張（zhāng），節能減排在發電廠（chǎng）、鋼廠等高耗能企業尤為重要，而能源計量要求越來越高，尤其是對這些工廠產生（shēng）的過熱（rè）蒸汽（一般 350℃以上（shàng））的測（cè）量尤為重要，而一般煤氣流量計傳感器的（de）使用溫度低於 240℃，在此背景下，迫切（qiē）需對煤氣流量計重新進行研製（zhì）開發，更好的滿足（zú）市場需（xū）求。
1.2 問題的描述
1）定義技術係統實現的功能。問題所在技術（shù）係統為煤氣（qì）流（liú）量計傳感（gǎn）器係統；該技術係統的功能為轉換信號；實（shí）現該功能的約束：測量精度為 ±1%，成本提高控製在 20% 之內。
2）現（xiàn）有技術係統的工作原（yuán）理。煤氣流量（liàng）計是基於卡門渦街原理進行測量。當流體通過漩渦（wō）發生體時，它的兩（liǎng）側會交替出現兩排旋（xuán）轉方向相反地（dì）漩渦，這些交替變化的（de）漩渦就形成了一係列交替變化的負壓力（lì）。該壓力作用在傳感器的探頭上，便會產生一係列交變電信號，經過轉換器的過濾、整形和放大處理後，轉換成脈衝頻率信號。
3） 當前技術係統存在的問題。 由於目前（qián）使用的傳感器檢測感應元（yuán）件為壓電陶瓷，其*化時居裏溫度大約420 ～ 460℃，因此（cǐ）隻（zhī）能在低於 240℃介質（zhì）中使用，一旦被測量介質的溫度（dù）高於 240℃，煤氣流（liú）量計傳感器便會因壓電陶瓷達（dá）到居（jū）裏點，絕緣電阻降低，壓電信號變弱而失效。
4）問題或類（lèi）似問題（tí）的現有解決方（fāng）案及其缺（quē）點（見表 1）。
5）新係統的要求。將煤氣流量計傳感器的耐受溫度由（yóu）原來的 240℃提高（gāo）到 350℃。
2 問題分（fèn）析
2.1 功能分析
係統分析（見表 2）。
建立已有（yǒu）係統的功能模型（見圖 1）。通過功能模（mó）型分析，描述了係統元件及其之間的（de）相互關係（xì），並得出導致傳感器耐受溫度（dù）不足問題的功能因素：高溫蒸氣對測量管傳熱；測量管對探頭傳（chuán）熱；探頭對灌封（fēng）物傳熱；灌封物對壓電陶（táo）瓷片傳熱；高溫蒸氣對探頭傳熱。
2.2 因果分析
應（yīng）用因果鏈分析法確定產生（shēng）問題的原因（見（jiàn）圖 2）。
2.3 衝突區（qū）域確定（dìng）（問題關鍵點確定）
問題關鍵點：探頭安裝（zhuāng）在測量管內，探頭與高溫介（jiè）質及（jí）測量（liàng）管直接接觸，受熱量多（duō），而使壓電陶瓷片失效。
2.4 理想解分析
*終理想解：煤氣流（liú）量計傳感器的耐熱溫（wēn）度、測量精度（dù）等不（bú）受測量介質溫度的限製，且成本沒有提高。次理想解（jiě）：煤氣流量計傳感器（qì）的耐熱溫度可達（dá） 350℃，且成本提高控製在20% 以內，測量精度為 ±1%。
3 使用衝突解決理論求解
3.1 技術衝突解決過程
1）衝突描述：為了提高傳感（gǎn）器係（xì）統的“耐熱溫度”，需要探頭遠（yuǎn）離高溫介質及測量管，但這樣做了會導致係統（tǒng）的測量信號變弱。
2）轉換（huàn）成 TRIZ 標準衝突。改善的（de）參數：**.17 溫度；惡化的參數：**.28 測試精（jīng）度。
3）查找衝突矩陣（zhèn），得到如下發明原理：No.32 改變顏色（sè）、No.19 周期性作用（yòng）、No.24 中介物。方案一：依據No.32 改變（biàn）顏色發明原理，得到解如下：改變透明或可視特性，使其適應信號（hào）傳（chuán）輸（shū）。方案二：依據 No.19 周期性作用（yòng），得（dé）到解如下：改變漩渦運動頻率，使（shǐ）得信號易於（yú）獲取（qǔ）。方案（àn）三：依（yī）據 No.24中（zhōng）介物，得到解如下：探頭外表麵（miàn）加真空絕熱材料。
3.2 物理衝突解決過程
1）衝突描（miáo）述：為了“提高傳感器係統的耐熱溫度”，需要參數“提高測量信號的精度”，需要參（cān）數探頭與高溫介質（zhì）及測（cè）量管的距離減小，即，探頭（tóu）與（yǔ）高溫介質及測量管的距離既要（yào）“增大”又要“減小”。
2）考慮到該參（cān）數（shù）“探頭與高溫介（jiè）質及測量管的距離”在不同的“空間上”具有不同的特性，因此該衝突可以從“空間”上（shàng）進行分離。
3）選用 4 條分離原理（空間分離、時間分（fèn）離（lí）、基於條件的分離、整體與（yǔ）部分分離）當中的（de）“空（kōng）間分離”原理，得到解決方案。
4） 查找與該分離原理對應的發明原理有“No.1、No.2、No.3、No.4、No.7、No.13、No.17、No.24、No.25、No.30”。根據選定的發明原理，得到解決方案。方案四：依據 No.1 和 No.2 發明原理，得（dé）到解如下（xià）：探（tàn）頭分割成獨立兩部分，一部分置於高溫介質中，而壓電（diàn）陶瓷片從探頭分離出來的部分置於高溫介質外。方案五：依據 No.7 發明（míng）原理，得到（dào）解如下：將探頭置於漩渦（wō）發生體中。
4 結論
對方案進行匯總（見表 3）。
依據表 3 得到（dào）的若幹創新解（jiě），通過（guò）評價，確（què）定*優解為：探（tàn）頭分割成獨立兩部分，加真空絕熱（rè）材料的部分位於高溫介質中（zhōng），含壓電陶瓷（cí）的部分在高溫介質外（wài）。
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