用于蒸汽湿度测量的X波段微波谐振腔设计与制作

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1、华北电力大学硕士学位论文摘要摘要蒸汽湿度的准确测量对某些工业生产及指导电厂汽轮机安全经济运行具有重要意义。本文主要研究了一个在蒸汽湿度测量系统中用做样品腔的x波段谐振腔的设计与制作，设计了蒸汽湿度测量系统并分析了其工作原理。基于微扰理论分析了谐振腔内壁水膜对腔体特性产生的影响，对谐振腔的气动性能进行了仿真，建立了反射式圆柱形谐振腔的等效电路模型。谐振腔的工作频率为9．6GHz，工作模式选择TEoll模，通过小孔与矩形波导耦合。最后，完成了谐振腔的加工制作，并进行了参数测量，测量结果表明，所设计的谐振腔结构适合于流动湿蒸汽的湿度测量。关键词：微波谐振腔，湿蒸汽，湿度传感器，

2、汽轮机ABSTRACTTheaccuratemeasurementofsteamwetnesshasgreatsignificanceinguidingsafeandeconomicoperationofasteamturbineinpowerplantandincontrollingsomeindustrialproductionprocess．InthisPaper，theX-bandresonatorthatiSUSedasasamplecavityinthesteamwetnessmeasurementsystemhasbeendesigned，themeasur

3、ementsystemiSdesignedandtheworkingprincipleofthesystemiSanalyzed．Basedontheperturbationmethod．theinflueneeofwatermembranetoresonantfrequencyandthequalityfactoroftllecavityisanalyzed．Thepneumaticpropertyofthecavityissimulated，andtheequivalentcitenitmodelofthereflectedcylindricalcavityiSfou

4、nded．ThecavityWOrksatthefrequencyof9．6GHzandthemodeofTEoll’andcoupleswiththerectanglewavegnidethrou曲ahole．Atlast，thefactureofthecavityiscompletedandthemeasurementresultshowstheresonantcavitysuitstomeasurewetnesswithflowingwetsteam．LiuYaehuan(CommunicationandInformationSystem)Directedbypro

5、f．ZhangShu-eKEYWORDS：microwaveresonator,wetsteam，wetnesssensor'steamturbine声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《用于蒸汽湿度测量的x波段微波谐振腔设计与制作》，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签

6、名：到垒!!1日期：逸望华．f!!j7关于学位论文使用授权的说明本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文：③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。(涉密的学位论文在解密后遵守此规定)作者签名：蚴亚趔导师签名：日期：2赴Q蝗．12，27日期2塑坠f兰：27华北电力大学硬士学位论文1．1课题背景第一章引言蒸汽湿度的准确测量对于汽轮机安

7、全经济运行具有重要意义，蒸汽湿度的大小直接影响汽轮机运行的安全性和经济性。蒸汽湿度除了降低汽轮机级的效率外，还会引起严重的叶片水蚀．使叶片表面变的粗糙、出现凹坑，严重威胁汽轮机的安全运行【l】。常规汽轮机的低压区尾部，蒸汽进入湿蒸汽区。由于高速膨胀，汽轮机中的蒸汽湿度以细小水漓的形式出现在汽相中，它们的直径十分细小，绝大多数情况下不会超过2～3微米，数量浓度却很大，每cm3可达106～108颗，甚至更多，且以每秒数百米的速度流动着【”。为此，长期以来，湿蒸汽的测量一直是一个有待解决的难题。，从1901年起，人们就开始关注汽轮机