微帶縫隙電容諧振器測量汽輪機(jī)蒸汽濕度方法的研究.pdf

1、汽輪機(jī)排汽濕度給機(jī)組的工作效率、安全性以及汽輪機(jī)低壓級的研發(fā)和制造帶來了難題。濕度測量技術(shù)的研究是進(jìn)行濕蒸汽理論機(jī)理研究的基礎(chǔ)，對汽輪機(jī)濕度的準(zhǔn)確測量有助于了解汽輪機(jī)濕蒸汽區(qū)級的工作狀態(tài)和運(yùn)行效率，為汽輪機(jī)的優(yōu)化設(shè)計、結(jié)構(gòu)改進(jìn)提供參考。因此，汽輪機(jī)蒸汽濕度的準(zhǔn)確測量具有重要的理論意義和實用價值。目前，利用濕蒸汽不同的物理特性，已研究出多種不同的蒸汽濕度測量方法。微波諧振器微擾測量法是一種利用濕蒸汽介電特性，通過測量濕蒸汽對微波器件產(chǎn)生的

2、頻率影響，實現(xiàn)蒸汽濕度在線測量的方法。在微波測濕方法中微帶諧振器相比于微波諧振腔在結(jié)構(gòu)、體積、價格和制作工藝上具有很大優(yōu)勢，是一種值得研究的蒸汽濕度測量方法。
　　本文對微帶縫隙諧振器測量汽輪機(jī)蒸汽濕度方法進(jìn)行了理論研究和模型仿真設(shè)計。提出了一種根據(jù)微波網(wǎng)絡(luò)參量測量微帶縫隙電容的新方法，并利用HFSS電磁仿真軟件研究了空氣介電常數(shù)對微帶縫隙等效電容的影響，以此建立起蒸汽介電常數(shù)與諧振頻率的關(guān)系，實現(xiàn)汽輪機(jī)蒸汽濕度的在線測量。模型設(shè)

3、計中，由微波微擾測量法及微帶線理論基礎(chǔ)，首先設(shè)計仿真單微帶縫隙諧振器濕度測量模型，驗證了微帶縫隙諧振器模型在測濕系統(tǒng)中的可行性。為優(yōu)化測量結(jié)果，進(jìn)一步設(shè)計加寬微帶縫隙和加蓋式微帶縫隙模型，并設(shè)計仿真與其相對應(yīng)的縫隙諧振器模型，仿真結(jié)果與單微帶縫隙諧振器模型相比，加寬微帶線和加蓋式微帶縫隙模型的設(shè)計都有效的增大了縫隙電容，并增加了空氣介電常數(shù)對模型諧振頻率偏移量的影響，改善了微帶縫隙諧振器模型的濕度測量精度。最后，根據(jù)截止波導(dǎo)理論設(shè)計矩形