專利名稱：一種用于檢測(cè)鍋爐燃燒器火焰的火焰檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種火焰檢測(cè)系統(tǒng)，特別是涉及一種用于檢測(cè)鍋爐燃燒器火焰的火焰檢測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
為了保證鍋爐安全運(yùn)行，需要對(duì)鍋爐燃燒器的火焰燃燒(有火)或熄滅(無(wú)火) 狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。由于一般鍋爐為多燃燒器結(jié)構(gòu)，對(duì)每個(gè)燃燒器的目標(biāo)火焰進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，鄰近或?qū)γ嫒紵骰鹧娴娜紵隣顩r會(huì)對(duì)目標(biāo)火焰的檢測(cè)產(chǎn)生干擾，當(dāng)目標(biāo)火焰熄滅后，火檢探頭可能看到鄰近或?qū)γ嫒紵鞯幕鹧?，以為目?biāo)火焰仍然燃燒著，產(chǎn)生偷看故障。眾所周知，煤粉通過(guò)噴燃器進(jìn)入爐膛燃燒分為四個(gè)階段，在燃料燃燒的不同階段， 火焰輻射的光譜與光強(qiáng)是不斷變化的，從一次風(fēng)口噴出的第一階段是一股暗色的煤粉與一次熱風(fēng)的混合物流，此段稱為黑龍區(qū)，燃料處于未燃狀態(tài)，其發(fā)射的紅外線光強(qiáng)很弱；第二段是初始燃燒區(qū)，燃料顆粒燃燒形成光子流，此段亮度不是很大，但亮度的變化頻率達(dá)到最大值；第三段為完全燃燒區(qū)，各個(gè)煤粉顆粒完全燃燒，火焰亮度最大，但頻率變化最??；第四段為燃燼區(qū)，其亮度變化頻率較低。對(duì)目標(biāo)火焰的檢測(cè)，火檢探頭中的光纖裝置安裝時(shí)一般是將看火端的視線(接收光信號(hào)的接收面)對(duì)準(zhǔn)燃燒器目標(biāo)火焰的初始燃燒區(qū)，但鍋爐運(yùn)行時(shí)，由于煤粉的品質(zhì)或一次風(fēng)速的不同，可能導(dǎo)致火檢探頭的光纖裝置看火端視線偏離初始燃燒區(qū)進(jìn)入黑龍區(qū)， 火檢探頭可能看不到目標(biāo)火焰，產(chǎn)生漏看故障。一般的鍋爐目標(biāo)火焰檢測(cè)系統(tǒng)多為單探頭結(jié)構(gòu)，即一個(gè)燃燒器的火焰只用一個(gè)火檢探頭連接一個(gè)放大器檢測(cè)，這種火焰檢測(cè)系統(tǒng)主要存在以下不足1) 一個(gè)探頭只能看到目標(biāo)火焰初始燃燒區(qū)的一個(gè)局部區(qū)域，當(dāng)煤粉的品種或一次風(fēng)速變化時(shí)，火檢探頭看到的區(qū)域可能發(fā)生偏離，導(dǎo)致火檢放大器輸出(或經(jīng)過(guò)計(jì)算出的) 的頻域值發(fā)生變化，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生漏看故障。2)為了避免漏看，通常將有火門檻設(shè)置的比較低，或者將火檢放大器的放大倍數(shù)設(shè)置的比較大，或者將火焰閃爍頻率設(shè)置的比較低，這樣當(dāng)目標(biāo)火焰熄滅后，檢測(cè)目標(biāo)火焰的火檢探頭可能看到鄰近或?qū)γ娴幕鹧?，?yán)重時(shí)產(chǎn)生偷看故障。已有技術(shù)中，有用雙通道放大器帶二個(gè)火檢探頭的火焰檢測(cè)系統(tǒng)。但二個(gè)火檢探頭中的光纖裝置看火端(光的接收面)都對(duì)準(zhǔn)初始燃燒區(qū)的同一點(diǎn)，二個(gè)火檢探頭只是起到了互為冗余的作用；另外，已有技術(shù)中，雙通道放大器中沒(méi)有數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)火焰信號(hào)的處理采用快速傅立葉(FFT)變化和頻域分析，因此同樣存在上述兩種不足。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種火焰檢測(cè)系統(tǒng)，該火焰檢測(cè)系統(tǒng)能有效地避免偷看和漏看故障，使得火檢結(jié)果更加可靠。[0011]為了達(dá)到上述的目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是提供一種用于檢測(cè)鍋爐燃燒器火焰的火焰檢測(cè)系統(tǒng)，包括二個(gè)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)相同的火檢探頭，與二個(gè)火檢探頭相連接的包含數(shù)字信號(hào)處理器的雙通道火檢放大器；其中一個(gè)火檢探頭的接收面對(duì)準(zhǔn)鍋爐燃燒器的目標(biāo)火焰初始燃燒區(qū)的前端，接收目標(biāo)火焰初始燃燒區(qū)的前端火焰信號(hào)，經(jīng)過(guò)雙通道火檢放大器輸出的是目標(biāo)火焰初始燃燒區(qū)的前端火焰信息；另一個(gè)火檢探頭的接收面對(duì)準(zhǔn)鍋爐燃燒器的目標(biāo)火焰初始燃燒區(qū)的后端，接收目標(biāo)火焰初始燃燒區(qū)的后端火焰信號(hào)，經(jīng)過(guò)雙通道火檢放大器輸出的是目標(biāo)火焰初始燃燒區(qū)的后端火焰信息。本實(shí)用新型的主要優(yōu)點(diǎn)是如上述結(jié)構(gòu)，因?yàn)楸緦?shí)用新型包括二個(gè)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)相同的火檢探頭，而且二個(gè)火檢探頭的接收面(或稱火檢探頭的看火端視線)分別對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)火焰初始燃燒區(qū)的前后兩端。這樣，當(dāng)煤粉品質(zhì)或一次風(fēng)速變化時(shí)，目標(biāo)火焰初始燃燒區(qū)可能會(huì)前后移動(dòng)，但總會(huì)有一個(gè)火檢探頭的接收面能夠?qū)?zhǔn)目標(biāo)火焰的初始燃燒區(qū)。從而二個(gè)或至少一個(gè)火檢探頭能獲得較強(qiáng)的火焰輻射信號(hào)。當(dāng)煤粉品質(zhì)或一次風(fēng)速變化時(shí)，不至于漏檢。所以本實(shí)用新型的火焰火檢系統(tǒng)能有效地避免漏看(漏檢)故障。如上述，因?yàn)楸緦?shí)用新型包括二個(gè)火檢探頭，分別對(duì)準(zhǔn)火焰初始燃燒區(qū)的前后兩端，能夠有效地避免漏看(漏檢)故障。所以也就不用像已有技術(shù)中，為了避免漏看，將有火門檻設(shè)置的比較低，或者將火檢放大器的放大倍數(shù)設(shè)置的比較大，或者將看火的火焰閃爍頻率設(shè)置的比較低。由于背景火焰信號(hào)的閃爍頻率較低，因此根據(jù)初始燃燒區(qū)火焰特征， 為了避免產(chǎn)生偷看故障，一般將火焰閃爍頻率設(shè)置較高，當(dāng)目標(biāo)火焰熄滅時(shí)，就不會(huì)產(chǎn)生偷看故障。所以，火檢探頭能獲得較強(qiáng)的火焰輻射信號(hào)，是為有效地避免火檢的偷看故障奠定了基礎(chǔ)。本實(shí)用新型的火檢探頭能夠獲得較強(qiáng)的火焰輻射信號(hào)。因此，火檢系統(tǒng)就能夠適當(dāng)?shù)靥岣呖椿鸬幕鹧骈W爍頻率，這就能夠有效地避免火檢系統(tǒng)的偷看故障。如上述結(jié)構(gòu)，因?yàn)楸緦?shí)用新型的雙通道火檢放大器包含數(shù)字信號(hào)處理器，通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理器能夠?qū)?shù)字化后的二路火焰信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波和快速傅立葉(FFT)變換及進(jìn)行邏輯運(yùn)算，最后輸出能夠確定目標(biāo)火焰有無(wú)的信息，使得本實(shí)用新型對(duì)目標(biāo)火焰的判斷更加準(zhǔn)確、可靠。

圖1是本實(shí)用新型火焰檢測(cè)系統(tǒng)一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中二個(gè)火檢探頭中的二個(gè)光纖裝置看火端視線(或稱光接收面)對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)火焰初始燃燒區(qū)前后端的示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特征。如圖1所示，本實(shí)用新型火焰檢測(cè)系統(tǒng)包括二個(gè)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)相同的火檢探頭1、2， 與二個(gè)火檢探頭1、2相連接的包含數(shù)字信號(hào)處理器33的雙通道火檢放大器3。所述二個(gè)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)相同的火檢探頭1、2各自都包括光纖裝置，與光纖裝置光連接的光電傳感器，與光電傳感器電連接的信號(hào)放大、濾波和輸出電路。如圖1所示，火檢探頭1包括光纖裝置11，與光纖裝置11光連接的光電傳感器12，與光電傳感器12電連接的信號(hào)放大、濾波和輸出電路13 ；火檢探頭2包括光纖裝置21，與光纖裝置21光連接的光電傳感器22，與光電傳感器22電連接的信號(hào)放大、濾波和輸出電路23。如圖1所示，所述雙通道火檢放大器3還包含雙通道火焰信號(hào)放大電路31以及連接于雙通道火焰信號(hào)放大電路31與數(shù)字信號(hào)處理器33之間的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路32。如圖1所示，二個(gè)火檢探頭1、2的信號(hào)放大、濾波和輸出電路13、23的輸出端分別連接到雙通道火檢放大器3的輸入端。在本實(shí)施例中，所述雙通道信號(hào)放大器3的輸入通過(guò)電纜及接插件分別與所述二個(gè)火檢探頭1、2的輸出電路13、23的輸出端相連接。本實(shí)用新型的火焰檢測(cè)系統(tǒng)所包括的二個(gè)火檢探頭1、2的接收面(或稱火檢探頭的看火端視線)是分別對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)火焰初始燃燒區(qū)的前后端。如圖2所示，火檢探頭1中的光纖裝置11伸入鍋爐內(nèi)對(duì)準(zhǔn)噴燃器4噴射出的目標(biāo)火焰01的初始燃燒區(qū)02的前端02w， 當(dāng)然，由火檢探頭1輸出的火焰信號(hào)是目標(biāo)火焰01初始燃燒區(qū)02前端的火焰信號(hào)；而火檢探頭2中的光纖裝置21伸入鍋爐內(nèi)對(duì)準(zhǔn)噴燃器4噴射出的目標(biāo)火焰01的初始燃燒區(qū) 02的后端02β，所以，火檢探頭2輸出的火焰信號(hào)是目標(biāo)火焰01初始燃燒區(qū)02后端02后的火焰信號(hào)。目標(biāo)火焰光的輻射通過(guò)所述光纖裝置11、21分別傳至光電傳感器12、22，由光電傳感器12、22轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出，經(jīng)信號(hào)放大、濾波后由輸出電路13、23輸出與目標(biāo)火焰相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。當(dāng)然，該電信號(hào)的幅值與目標(biāo)火焰的光輻射強(qiáng)度成比例，該電信號(hào)的頻率與目標(biāo)火焰閃爍頻率相同；該輸出的火焰電信號(hào)分別被所述雙通道火焰信號(hào)放大電路31放大至模數(shù)轉(zhuǎn)換電路32所需的電平，該電平的模擬信號(hào)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路32轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)， 送進(jìn)數(shù)字信號(hào)處理器33內(nèi)。數(shù)字信號(hào)處理器33對(duì)數(shù)字化后的二路火焰信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波和快速傅立葉(FFT)變換，獲得燃燒器目標(biāo)火焰的兩路火焰頻譜數(shù)據(jù)。數(shù)字信號(hào)處理器33分別從所述雙通道火焰信號(hào)放大電路31中的每個(gè)通道頻域值中取出與目標(biāo)火焰閃爍頻率所對(duì)應(yīng)的各通道火焰幅值，分別與設(shè)置的各通道有火門檻和無(wú)火門檻相比較，若所述通道火焰幅值大于有火門檻時(shí)，該通道判定結(jié)果為有火；若所述通道火焰幅值小于無(wú)火門檻時(shí)，該通道判定結(jié)果為無(wú)火；當(dāng)通道火焰幅值小于或等于有火門檻且大于或等于無(wú)火門檻時(shí)，維持上次通道判定結(jié)果不變。進(jìn)一步，數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)所述二個(gè)通道判定結(jié)果進(jìn)行邏輯或運(yùn)算，即只要其中一個(gè)通道判定結(jié)果為有火，所述最終判定所檢測(cè)的目標(biāo)火焰為有火；當(dāng)二個(gè)通道判定結(jié)果均為無(wú)火時(shí)，所述最終判定所檢測(cè)的目標(biāo)火焰為無(wú)火。
權(quán)利要求1.一種用于檢測(cè)鍋爐燃燒器火焰的火焰檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于包括二個(gè)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)相同的火檢探頭，與二個(gè)火檢探頭相連接的包含數(shù)字信號(hào)處理器的雙通道火檢放大器；其中一個(gè)火檢探頭的接收面對(duì)準(zhǔn)鍋爐燃燒器的目標(biāo)火焰初始燃燒區(qū)的前端，接收目標(biāo)火焰初始燃燒區(qū)的前端火焰信號(hào)，經(jīng)過(guò)雙通道火檢放大器輸出的是目標(biāo)火焰初始燃燒區(qū)的前端火焰信息；另一個(gè)火檢探頭的接收面對(duì)準(zhǔn)鍋爐燃燒器的目標(biāo)火焰初始燃燒區(qū)的后端，接收目標(biāo)火焰初始燃燒區(qū)的后端火焰信號(hào)，經(jīng)過(guò)雙通道火檢放大器輸出的是目標(biāo)火焰初始燃燒區(qū)的后端火焰信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于檢測(cè)鍋爐燃燒器火焰的火焰檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述二個(gè)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)相同的火檢探頭各自都包括光纖裝置，與光纖裝置光連接的光電傳感器， 與光電傳感器電連接的信號(hào)放大、濾波和輸出電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于檢測(cè)鍋爐燃燒器火焰的火焰檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述雙通道火檢放大器還包含雙通道火焰信號(hào)放大電路以及連接于雙通道火焰信號(hào)放大電路與數(shù)字信號(hào)處理器之間的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。
專利摘要一種用于檢測(cè)鍋爐燃燒器火焰的火焰檢測(cè)系統(tǒng)，包括二個(gè)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)相同的火檢探頭，與二個(gè)火檢探頭相連接的包含數(shù)字信號(hào)處理器的雙通道火檢放大器。其中一個(gè)火檢探頭的接收面對(duì)準(zhǔn)鍋爐燃燒器的目標(biāo)火焰初始燃燒區(qū)的前端，接收目標(biāo)火焰初始燃燒區(qū)的前端火焰信號(hào)，經(jīng)過(guò)雙通道火檢放大器輸出的是目標(biāo)火焰初始燃燒區(qū)的前端火焰信息；另一個(gè)火檢探頭的接收面對(duì)準(zhǔn)鍋爐燃燒器的目標(biāo)火焰初始燃燒區(qū)的后端，接收目標(biāo)火焰初始燃燒區(qū)的后端火焰信號(hào)，經(jīng)過(guò)雙通道火檢放大器輸出的是目標(biāo)火焰初始燃燒區(qū)的后端火焰信息。能夠有效地避免火檢探頭漏看和偷看故障，對(duì)于目標(biāo)火焰的判斷更加準(zhǔn)確、可靠。
文檔編號(hào)F23M11/04GK202303441SQ20112042498
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者樂(lè)龍彪 申請(qǐng)人:上海神明控制工程有限公司