專利名稱：數(shù)字火焰檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電站鍋爐燃燒的數(shù)字火焰檢測裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代電站鍋爐燃燒的基本要求在于建立和保持穩(wěn)定的燃燒火焰。燃燒不穩(wěn)定，不僅會降低鍋爐熱效率，產(chǎn)生污染物和噪聲，而且在極端情況下會引起鍋爐爐膛爆炸，造成事故。為了能及時(shí)、靈敏、可靠地檢測爐內(nèi)燃燒工況，防止在點(diǎn)火、低負(fù)荷等燃燒不穩(wěn)定工況下發(fā)生爐膛爆炸事故，電站鍋爐必須配備功能齊全、性能可靠的爐膛安全監(jiān)視系統(tǒng)。燃燒火焰是表征燃燒狀態(tài)穩(wěn)定與否最直接的反映，爐膛安全監(jiān)視系統(tǒng)投入成功與否，在很大程度上，取決于所用的火焰檢測裝置和爐膛滅火保護(hù)裝置是否可靠與完善。因此，準(zhǔn)確、可靠地檢測爐膛火焰是防止?fàn)t膛爆炸、確保鍋爐安全運(yùn)行的重要手段?，F(xiàn)有的爐膛火焰檢測是利用輻射光能原理，然而現(xiàn)有的火焰檢測裝置是用LED指示，裝置自檢功能不完善，用常規(guī)邏輯判斷，用單下限表示著火與滅火的分界線，在火的波動過程中會造成誤報(bào)。火焰檢測探頭測得的信號用光纖傳輸，光纖不耐高溫易燒壞。探頭的安裝位置由爐子開孔位置所決定，不能調(diào)節(jié)，然而由于煤種不同，風(fēng)壓不同影響了噴口火焰的位置偏移，探頭視角很小，火焰位置偏移較大時(shí)探頭檢測不到火焰。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種不受火焰位置偏移影響、光信號傳導(dǎo)耐高溫、不受鄰近火焰散雜信號影響的火焰檢測傳感器和提供可在液晶顯示屏上顯示著火/滅火信號、故障信號、火焰光柱信號及帶RS485通訊接口的數(shù)字二次表的數(shù)字火焰檢測裝置。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種數(shù)字火焰檢測裝置，其特點(diǎn)是，它包括火焰檢測傳感器和數(shù)字二次表，由火焰檢測傳感器測得的火焰幅值信號和火焰頻率信號，經(jīng)各自的處理電路，經(jīng)處理后的幅值信號經(jīng)CPU采樣A/D轉(zhuǎn)換電路和經(jīng)處理后的頻率信號送入另一CPU，根據(jù)設(shè)定的火焰頻率的上下限和火焰幅值上下限分別進(jìn)行單個(gè)判定及兩者的綜合判定著火或滅火。
數(shù)字二次表置有信號幅值處理電路、信號頻率處理電路、兩個(gè)CPU處理器、一個(gè)CPU作為信號幅值的預(yù)處理，另一個(gè)作為綜合判斷的CPU分別和著火/滅火輸出、4-20mA輸出、485通信接口、液晶顯示屏、LED狀態(tài)指示燈及薄膜按鍵相連接。
火焰檢測傳感器包括硫化鉛紅外探頭，其后端置有防塵蓋，后部置有內(nèi)膽結(jié)構(gòu)的冷卻器，探頭前端接有作為光傳導(dǎo)用的石英玻璃棒，帶有護(hù)管的石英玻璃棒置于探管內(nèi)，探管的中部置有調(diào)節(jié)探頭角度的萬向調(diào)節(jié)盤。探管的前端置有遮光器。
由于光的傳導(dǎo)采用石英玻璃棒，火焰檢測傳感器后部又置有內(nèi)膽結(jié)構(gòu)的冷卻器間接冷卻，使探頭壽命增加；探管的中部置有調(diào)節(jié)探頭角度的萬向調(diào)節(jié)盤，在運(yùn)行中可以調(diào)整探頭檢測火焰的視角，減少噴頭火焰的位置偏移帶來的誤判；本發(fā)明采用火焰頻率的上下限和火焰幅值上下限分別進(jìn)行單個(gè)判定及兩者的綜合判定著火或滅火，從熄火狀態(tài)到著火狀態(tài)的判定檢測值應(yīng)大于設(shè)定上限；熄火的前提是處于著火狀態(tài)，此時(shí)檢測值應(yīng)小于設(shè)定下限；當(dāng)判定為著火后檢測值可在上、下限之間波動，在熄火狀態(tài)下，探頭檢測值無上述動態(tài)過程，因此在很大程度上能防止“偷看”的發(fā)生，這極大增加了火焰檢測的可靠性。由于探管的前端置有遮光器，使傳感器不受鄰近火焰散雜信號的影響。


圖1為本發(fā)明總體框圖；圖2為檢測傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為遮光器結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為自檢電路圖；圖5為探頭工作狀態(tài)曲線圖。
具體實(shí)施例方式
由圖1所示，數(shù)字火焰檢測裝置由火焰檢測傳感器及數(shù)字二次表組成，數(shù)字二次表包括信號幅值處理電路、信號頻率處理電路、兩個(gè)CPU處理器，一個(gè)CPU作為信號幅值的預(yù)處理，作為綜合判斷另一個(gè)CPU分別和著火/滅火輸出、4-20mA輸出、485通信接口、液晶顯示屏、LED狀態(tài)指示燈及薄膜按鍵相連接。由圖2所示，火焰檢測傳感器包括硫化鉛紅外探頭、導(dǎo)光元件和探管。火焰檢測傳感器的后端置有防塵蓋10，后部置有內(nèi)膽結(jié)構(gòu)的冷卻器6，探頭9前端接有作為光傳導(dǎo)用的石英玻璃棒2，帶有護(hù)管3的石英玻璃棒2置于探管1內(nèi)。探管1和冷卻器6之間置有密封圈4通過螺栓5連接，防塵蓋10與冷卻器6之間亦有一密封圈12通過螺栓8和墊圈7連接，11為探頭電纜夾頭。探管1的中部置有調(diào)節(jié)探頭角度的萬向調(diào)節(jié)盤。萬向調(diào)節(jié)盤由探頭底座15、探頭調(diào)節(jié)盤密封圈16、調(diào)節(jié)圓盤17、螺母18、探頭滑板19及蓋板21組成，探頭底座15通過焊接固定在爐壁上。探管(1)的前端置有遮光器(22)，由圖3所示，自檢電路是通過R45、R38組成的分壓電路及和R38并聯(lián)的電容CA5經(jīng)CD74HC4051和單片機(jī)AT89C2051連接而成。自檢電路具有前端自檢功能和后端自檢功能，前端自檢是監(jiān)測探頭工作是否正常，后端自檢是監(jiān)測數(shù)字二次表工作是否正常。由于探頭工作在高溫、高粉塵條件下，因此要保證判斷火焰存在的真實(shí)性，需要每隔一定周期對探頭工作狀態(tài)進(jìn)行檢測。根據(jù)探頭的工作特性，探頭正常工作時(shí)其靜態(tài)工作點(diǎn)在5.7V左右，波形曲線如圖4中(a)所示，當(dāng)探頭工作出現(xiàn)異常時(shí)，探頭的靜態(tài)工作點(diǎn)發(fā)生向上偏移或向下偏移，波形曲線如圖4中(b)、(c)所示。造成工作異常的原因有工作電源消失，曲線向下偏移，探頭內(nèi)元器件損壞，曲線向上偏移或向下偏移。通過大量的實(shí)驗(yàn)得到，如曲線的靜態(tài)工作點(diǎn)發(fā)生偏移超過±0.5V，即認(rèn)為出現(xiàn)探頭故障。由于單片機(jī)AT89C2051的工作電壓小于5V，因此，電阻R45、R38組成分壓電路，通過電容CA5檢出直流分量供軟件作出邏輯判斷。后端自檢時(shí)通過CD74HC4051模擬開關(guān)屏蔽前端探頭信號，輸入電源模塊產(chǎn)生的模擬探頭信號，以此檢驗(yàn)二次表本身電路工作是否正常。自檢電路的設(shè)置提高了本裝置的可靠性。
權(quán)利要求
1.一種火焰檢測裝置，其特征在于，它包括火焰檢測傳感器和數(shù)字二次表，由火焰檢測傳感器測得的火焰幅值信號和火焰頻率信號，經(jīng)各自的處理電路，經(jīng)處理后的幅值信號經(jīng)CPU采樣A/D轉(zhuǎn)換電路和經(jīng)處理后的頻率信號送入另一CPU，根據(jù)設(shè)定的火焰頻率的上下限和火焰幅值上下限分別進(jìn)行單個(gè)判定及兩者的綜合判定著火或滅火。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字火焰檢測裝置，其特征在于，所述的數(shù)字二次表置有信號幅值處理電路、信號頻率處理電路、自檢電路、兩個(gè)CPU處理器、一個(gè)CPU作為信號幅值的預(yù)處理，另一個(gè)作為綜合判斷的CPU分別和著火/滅火輸出、4-20mA輸出、485通信接口、液晶顯示屏、LED狀態(tài)指示燈及薄膜按鍵相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的數(shù)字火焰檢測裝置，其特征在于，所述的自檢電路是通過R45、R38組成的分壓電路及和R38并聯(lián)的電容CA5經(jīng)CD74HC4051和單片機(jī)AT89C2051連接而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字火焰檢測裝置，其特征在于，所述的火焰檢測傳感器包括硫化鉛紅外探頭(9)，其后端置有防塵蓋(10)，后部置有內(nèi)膽結(jié)構(gòu)的冷卻器(6)，探頭(9)前端接有作為光傳導(dǎo)用的石英玻璃棒(2)，帶有護(hù)管(3)的石英玻璃棒(2)置于探管(1)內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、4所述的數(shù)字火焰檢測裝置，其特征在于，所述的探管(1)的中部置有調(diào)節(jié)探頭角度的萬向調(diào)節(jié)盤。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、4所述的數(shù)字火焰檢測裝置，其特征在于，所述的探管(1)的前端置有遮光器(22)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、5所述的數(shù)字火焰檢測裝置，其特征在于，所述的萬向調(diào)節(jié)盤由探頭底座(15)、探頭調(diào)節(jié)盤密封圈(16)、調(diào)節(jié)圓盤(17)、螺母(18)、探頭滑板(19)及蓋板(21)組成，探頭底座(15)通過焊接固定在爐壁上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電站鍋爐燃燒的數(shù)字火焰檢測裝置，它包括火焰檢測傳感器和數(shù)字二次表，由火焰檢測傳感器測得的火焰幅值信號和火焰頻率信號，經(jīng)各自的處理電路，經(jīng)處理后的幅值信號經(jīng)CPU采樣A/D轉(zhuǎn)換電路和經(jīng)處理后的頻率信號送入另一CPU，根據(jù)設(shè)定的火焰頻率的上下限和火焰幅值上下限分別進(jìn)行單個(gè)判定及兩者的綜合判定著火或滅火。光的傳導(dǎo)采用石英玻璃棒，探頭后部又置有冷卻器間接冷卻，使探頭壽命增加；有調(diào)節(jié)探頭角度的萬向調(diào)節(jié)盤，在運(yùn)行中調(diào)整探頭監(jiān)測火焰的視角，減少噴頭火焰的位置偏移帶來的誤判；采用火焰頻率的上下限和火焰幅值上下限分別進(jìn)行單個(gè)判定及兩者的綜合判定著火或滅火，極大增加了火焰檢測的可靠性。
文檔編號F23M11/04GK1534238SQ03116118
公開日2004年10月6日 申請日期2003年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月1日
發(fā)明者何榮仁, 項(xiàng)元培 申請人:上海東方機(jī)電科技公司