一種動態(tài)火焰檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種動態(tài)火焰檢測系統(tǒng)，屬于鍋爐燃燒火檢領(lǐng)域，包括探頭、放大器、濾波電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、MCU，MCU輸出端經(jīng)光耦單元輸出到控制裝置和顯示裝置。該系統(tǒng)對火焰信號采集精度高于現(xiàn)有設(shè)備，現(xiàn)場調(diào)試更加方便，可分析紫外、紅外、可見光，基于485通訊系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一體化管理，增加了管理控制和監(jiān)視的效率。
【專利說明】一種動態(tài)火焰檢測系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及工業(yè)領(lǐng)域鍋爐燃燒的火檢裝置，具體地說涉及一種動態(tài)火焰檢測系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]燃煤鍋爐中煤粉火焰大約可以分為四個階段:從一次風(fēng)口噴出的第一段是一股暗色的煤粉與一次熱風(fēng)的混合物流，此段又稱黑龍區(qū)；第二段是初始燃燒區(qū)，煤粉因受到爐膛高溫氣流和火焰回流的加熱開始燃燒，大量煤粉顆粒爆燃形成亮點(diǎn)流，此段的亮度不是最大，但亮度的變化頻率達(dá)到最大值；第三段為完全燃燒區(qū)，各個煤粉顆粒在與二次風(fēng)的充分混合下完全燃燒，產(chǎn)生出很大熱量，此段的火焰亮度最高且穩(wěn)定；第四段為燃盡區(qū)，這時的煤粉絕大部分燃燒完畢形成飛灰，少數(shù)較大的顆粒繼續(xù)進(jìn)行燃燒，最后形成高溫爐氣流，其亮度及亮度的變化頻率較低。
[0003]火焰檢測，是根據(jù)火焰燃燒時產(chǎn)生的閃爍波動和燃燒時發(fā)出光亮強(qiáng)度特性原理而設(shè)計的。根據(jù)火焰的波長，分為紫外線火檢、紅外線火檢、可見光火檢等。火檢的原理是利用光敏元件掃描并識別火焰產(chǎn)生的脈沖率辨別火焰是否存在，將火焰信號轉(zhuǎn)換為頻率信號和強(qiáng)度信號，頻率信號代表火焰的閃動；強(qiáng)度信號代表火焰的亮度。不同燃料在通過燃燒器進(jìn)入鍋爐中燃燒時，都有自己閃爍的頻率寬帶。
[0004]現(xiàn)有設(shè)備的測量傳感器單一，現(xiàn)場調(diào)試不方便，占用場地，測量精度不高。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型提供一種方便維護(hù)、檢測信號范圍寬的動態(tài)火焰檢測系統(tǒng)。
[0006]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的一種動態(tài)火焰檢測系統(tǒng)包括探頭、放大器、濾波電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、MCU，MCU輸出端經(jīng)光耦單元輸出到控制裝置和顯示裝置。
[0007]該火焰檢測系統(tǒng)就是利用第二段初始燃燒區(qū)的閃爍頻率和輻射能量來判斷檢測火焰的；通過探頭處采集直流信號、交流信號、頻率信號，經(jīng)濾波調(diào)整后通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，通過傅里葉變換獲得基于時域的數(shù)據(jù)，一組數(shù)據(jù)被計算后包括直流信號分量，交流信號分量和頻率信號分量。
[0008]濾波電路采用常規(guī)的二階低通濾波電路，由兩個一階低通濾波電路級聯(lián)而成，該濾波電路低通截止頻率200Hz。
[0009]所述探頭對光的感應(yīng)頻譜為19(Γ3000ΝΝ，可分析紫外、紅外、可見光。
[0010]所述放大器包括與MCU實(shí)現(xiàn)通信連接以將對系統(tǒng)組件自動檢測的結(jié)果反饋并顯示的自檢單元。自檢單元的作用是時時檢測監(jiān)控儀表的各個部分是否工作正常，發(fā)現(xiàn)異常就報警。自檢單元主要由ΝΕ555組成，它是定時電路，由它產(chǎn)生一個1.5秒的脈沖，來控制主線路，使主線路信號歸零，同時通知單片機(jī)自檢時間到，進(jìn)行自檢處理。
[0011]本實(shí)用新型利用分析火焰特征信號(包括火焰強(qiáng)度信號和火焰頻率信號)，判斷有火或無火。所述MCU包括用于將轉(zhuǎn)換后的火焰強(qiáng)度和火焰頻率信號與其對應(yīng)的閾值進(jìn)行比較判斷并輸出數(shù)字信號的邏輯單元。邏輯單元通過將采集得的幅值M與調(diào)取得輸出閾值N進(jìn)行對比，如果都大于設(shè)定閾值，輸出有火開關(guān)量，并返回數(shù)據(jù)采集；如果小于設(shè)定值，輸出無火開關(guān)量，并返回數(shù)據(jù)采集。
[0012]所述MCU包括用于防止因燃燒瞬間導(dǎo)致陡坡輸出的延時單元。從有火到無火變化時，有火信號延時2.5秒，如果在2.5秒里有火信號條件又滿足，則清除無火標(biāo)志。不發(fā)無火線號。
[0013]該系統(tǒng)基于485通訊接口將控制裝置和顯示裝置與總線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。由于現(xiàn)有的表都是分體的，不方便控制和維護(hù)，基于485通訊系統(tǒng)，可將所有的表連接到集控室，方便對每個表進(jìn)行監(jiān)視和控制。
[0014]利用本實(shí)用新型所述的火焰檢測系統(tǒng)對火焰信號采集精度高于現(xiàn)有設(shè)備，現(xiàn)場調(diào)試更加方便，可分析紫外、紅外、可見光，基于485通訊系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一體化管理，增加了管理控制和監(jiān)視的效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本實(shí)用新型濾波電路的電路圖；
[0017]圖3是本實(shí)用新型自檢單元的電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作更進(jìn)一步的說明。
[0019]結(jié)合圖1、圖2、圖3所示，本實(shí)用新型包括探頭、放大器、濾波電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、MCU, MCU輸出端經(jīng)光耦單元輸出到控制裝置和顯示裝置。
[0020]該火焰檢測系統(tǒng)就是利用第二段初始燃燒區(qū)的閃爍頻率和輻射能量來判斷檢測火焰的；通過探頭處采集直流信號、交流信號、頻率信號，經(jīng)濾波調(diào)整后通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，通過傅里葉變換獲得基于時域的數(shù)據(jù)，一組數(shù)據(jù)被計算后包括直流信號分量，交流信號分量和頻率信號分量。
[0021]濾波電路采用常規(guī)的二階低通濾波電路，由兩個一階低通濾波電路級聯(lián)而成，該濾波電路低通截止頻率200Hz。
[0022]探頭對光的感應(yīng)頻譜為19(Γ3000ΝΝ，可分析紫外、紅外、可見光。
[0023]放大器包括與MCU實(shí)現(xiàn)通信連接以將對系統(tǒng)組件自動檢測的結(jié)果反饋并顯示的自檢單元。自檢單元的作用是時時檢測監(jiān)控儀表的各個部分是否工作正常，發(fā)現(xiàn)異常就報警。自檢單元主要由ΝΕ555組成，它是定時電路，由它產(chǎn)生一個1.5秒的脈沖，來控制主線路，使主線路信號歸零，同時通知單片機(jī)自檢時間到，進(jìn)行自檢處理。
[0024]本實(shí)用新型利用分析火焰特征信號(包括火焰強(qiáng)度信號和火焰頻率信號)，判斷有火或無火。MCU包括用于將轉(zhuǎn)換后的火焰強(qiáng)度和火焰頻率信號與其對應(yīng)的閾值進(jìn)行比較判斷并輸出數(shù)字信號的邏輯單元。邏輯單元通過將采集得的幅值M與調(diào)取得輸出閾值N進(jìn)行對比，如果都大于設(shè)定閾值，輸出有火開關(guān)量，并返回數(shù)據(jù)采集；如果小于設(shè)定值，輸出無火開關(guān)量，并返回數(shù)據(jù)采集。
[0025]MCU包括用于防止因燃燒瞬間導(dǎo)致陡坡輸出的延時單元。從有火到無火變化時，有火信號延時2.5秒，如果在2.5秒里有火信號條件又滿足，則清除無火標(biāo)志。不發(fā)無火線號。
[0026]該系統(tǒng)基于485通訊接口將控制裝置和顯示裝置與總線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。由于現(xiàn)有的表都是分體的，不方便控制和維護(hù)，基于485通訊系統(tǒng)，可將所有的表連接到集控室，方便對每個表進(jìn)行監(jiān)視和控制。
[0027]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種動態(tài)火焰檢測系統(tǒng)，其特征在于:包括探頭、放大器、濾波電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、以及MCU，所述MCU輸出端經(jīng)光耦單元輸出到控制裝置和顯示裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動態(tài)火焰檢測系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)基于485通訊接口將控制裝置和顯示裝置與總線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動態(tài)火焰檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述放大器包括與MCU實(shí)現(xiàn)通信連接以將對系統(tǒng)組件自動檢測的結(jié)果反饋并顯示的自檢單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動態(tài)火焰檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述探頭對光的感應(yīng)頻譜為190?3000ΝΝ。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動態(tài)火焰檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述濾波電路為二階低通濾波電路。
【文檔編號】F23M11/04GK204006096SQ201420316338
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】朱永波, 束增武, 陳運(yùn)動 申請人:南京萬和測控儀表有限公司