專利名稱：煙氣黑度自動監(jiān)控儀的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于鍋爐(窯爐)燃燒調(diào)節(jié)或控制儀表，具體的說是一種煙氣黑度自動監(jiān)視控制儀。
鍋爐或窯爐等燃燒設備排放的煙氣，不但是大氣環(huán)境污染的一個主要來源，也是燃煤是否充分燃燒，或者說是燃燒效率的一個反映。煙氣黑度越大，則表示燃燒越不充分，對環(huán)境的污染也越重。目前，環(huán)保部門使用“林格曼”黑度計在煙囪外面，從遠處對煙氣作比色檢測，來判定排放的煙氣黑度是否符合國家有關規(guī)定。這種檢測不是全天候的，得到的數(shù)據(jù)也只能作為環(huán)保部門對燃爐使用單位處罰的一種依據(jù)。
本實用新型設計了一種煙氣黑度自動監(jiān)控儀，其目的是使用該儀器自動地檢測瞬時煙氣黑度，自動地監(jiān)視煙氣黑度的變化，通過接收信號的轉(zhuǎn)換，用輸出的控制信號驅(qū)動配置的執(zhí)行器(例如電動閥門)，調(diào)正送風，改變?nèi)紵隣顟B(tài)、提高燃燒效率、既達到節(jié)能的目的，又減少了環(huán)境的污染。
本實用新型的測控儀由探頭(包括光源和接收器)，主機和執(zhí)行器三部分組成。光源和接收器(例如硅光電池或光敏電阻)分別安裝在打孔的煙道兩側(cè)，監(jiān)視通過煙道的煙氣，當光線穿過煙氣時，由于煙氣黑度不同，接收器吸收光的強度不同，產(chǎn)生不同的電信號，經(jīng)饋線傳輸?shù)街鳈C。
本實用新型煙氣黑度監(jiān)控儀的主機(如圖1示出)工作原理如下述裝在煙道一側(cè)的接收器接收光源射來的光，產(chǎn)生一個檢測到的電信號，通過放大線路，由LM324運算放大器放大，然后其中一路經(jīng)由7107A／D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后由液晶顯示器顯示出煙氣的林格曼黑度。放大信號的另一路進入LM339電壓比較器得到四組三位二進制數(shù)值，然后經(jīng)過三個D觸發(fā)器(74LS175)以及由6個二極管和4個電阻組成的譯碼電路，轉(zhuǎn)換為四組四位二進制數(shù)值，經(jīng)過微分后，向兩個J－K觸發(fā)器和兩個繼電器組成的電子開關輸出啟動信號；與此同時，由電壓比較器來的電信號通過由微分電路，倒相器和觸發(fā)器組成的關閉選擇電路向電子開關輸出正向或反向的啟動信號，電機轉(zhuǎn)動打開或關閉閥門到所需位置時，位置開關向電子開關給出電機停止轉(zhuǎn)動信號，控制閥門在所需位置。閥門的打開和關閉，調(diào)正了鼓風和二次風，從而控制燃燒效率。
本設計煙氣黑度監(jiān)控儀，其特征在于控制主機和執(zhí)行器的電路按下述連接而成接收信號的探頭(1)的輸出端與運算放大器(2)的輸入端相連，運算放大器(2)的輸出端分別與A／D轉(zhuǎn)換器(3)和電壓比較器(5)的輸入端相連接，A／D轉(zhuǎn)換器(3)的輸出端接液晶顯示器(4)，二者構成顯示電路，電壓比較器(5)的輸出端分別與觸發(fā)器(6)和非門(15)的輸入端相連接，非門(15)與微分電路(16)、(17)及J／K觸發(fā)器(12)構成關閉選擇電路，關閉選擇電路的輸出端與分別由J／K觸發(fā)器(10)、三極管(18)、繼電器(19)和J／K觸發(fā)器(11)、三極管(13)、繼電器(14)所構成的電子開關相連，觸發(fā)器(6)的輸出端與由二極管(7)和電阻(8)構成的譯碼電路的輸入端相連，二極管(7)和電阻(8)和結點連接由電阻和電容構成的微分電路(9)，微分電路(9)的輸出端接到電子開關的一個輸入端，電子開關的輸出端接閥門位置開關(20)，位置開關(20)的輸出端接到電子開關的另一個輸入端，由四個二極管構成的閥門顯示器(21)與譯碼電路的輸出端相連，它還設有報警接口(22)。
本實用新型附圖的圖面說明如下
圖1為本設計的原理框圖圖2為主機電路圖。其中主要功能部件(1)是光接收器，(2)是運算放大器(LM324)，(3)是A／D轉(zhuǎn)換器(7107)，(4)是液晶顯示器，(5)是電壓比較器(LM339)，(6)是三個D觸發(fā)器(74LS175)，(7)(8)是由6個二極管和4個電阻組成的譯碼電路，(9)是由電容，電阻組成的微分電路，(10)和(11)是兩個J－K觸發(fā)器(74LS107)，(12)為J－K觸發(fā)器(74LS107)，(13)是三極管(3DA87)，(14)是繼電器，(15)是非們，(16)是微分電路，(17)是微分電路，(18)是三極管，(19)是繼電器，(20)是位置開關(干簧管)，(21)是閥門位置顯示器，(22)是報警接口。
本實用新型的一個實施例，配合在手燒爐上的使用，結合
如下本儀器的探頭中的光接收器，例如光敏電阻(或硅光電池)(1)接收的因煙氣黑度變化而變化的來自照明元件的光信號，形成電信號通過運算放大器(LM324)(2)進行放大，其中一路經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換器(7107)(3)由液晶顯示器(4)直接顯示出煙氣的林格曼黑度值；另一路通過電壓比較器(LM339)(5)比較得到四組三位二進制數(shù)值000、100、110、111，然后經(jīng)過三個D觸發(fā)器(74LS175)(6)以及由6個二極管(7)和4個電阻(8)組成的譯碼電路，轉(zhuǎn)換為四組四位二進制數(shù)值 1000、0100、0010、0001，然后通過電容、電阻組成的微分電路(9)，向兩個J－K觸發(fā)器(10)和(11)的J5、J6端同時輸出正向脈沖，與此同時，通過電壓比較器(5)的四組三位二進制數(shù)值，在遞增時通過微分電路(16)在另一電路中向另一個J－K觸發(fā)器(12)的K8端輸出正脈沖，使(12)的反向輸出Q8輸出高電平，允許前述J－K觸發(fā)器(11)的J6端接受來自微分電路(9)的正向脈沖，使Q6端輸出高電平，三極管(13)導通，繼電器(14)吸合，電機向一個方向運轉(zhuǎn)帶動電動閥們關閉到一定位置。當通過電壓比較器(5)的四組三位二進值數(shù)值遞減時，通過非們(15)和微分電路(17)向J－K觸發(fā)器(12)的J8輸出正向脈沖，使Q8輸出高電平，只允許J－K觸發(fā)器(10)的J5端接受來自微分電路(9)的正向脈沖、使Q5輸出高電平，三極管(18)導通繼電器(19)吸合，電機向另一個方向運轉(zhuǎn)帶動電動閥門開啟到一定位置。J－K觸發(fā)器(10)的K5端，和J－K觸發(fā)器(11)的K6端與由四個干簧管組成的位置開關K1、K2、K3、K4(20)相連，位置開關K1和K4的另一端與電源電壓相連，K1、K3的另一端分別接受來自譯碼輸出電路(7)和(8)輸出的0100，和0010兩個信號，當電動閥門被打開或關閉到所需位置時，位置開關(20)接通高電平，使兩個J－K觸發(fā)器(10)和(11)的K5、K6端得到高電平，J5、J6端為低電平，Q5、Q6輸出低電平，三極管(13)(18)截止，繼機器(14)(19)釋放，電機(23)停轉(zhuǎn)，閥門停止動作。在譯碼電路(7)(8)的輸出端接有閥門位置顯示電路 (21)。當D觸發(fā)器(6)的Q1端輸出低電平時，表明煙氣黑度過大，由(22)接報警電路警告操作人員。D觸發(fā)器(6)和J－K觸發(fā)器(10)(11)(12)中的時鐘發(fā)生器在圖中省略了。
通過本設計煙氣黑度監(jiān)控儀上述的運行控制手燒爐鼓引風及二次風，使爐膛內(nèi)燃燒達到最佳狀態(tài)。
本實用新型設計的煙氣黑度監(jiān)控儀通過監(jiān)測隨手燒鍋爐從每次投煤為始點的燃燒各階段，諸如加熱段、干燥揮發(fā)段、主燃段、燒盡段、燃燒和煙氣黑度的周期性變化，對一、二次風和引風進行控制、形成優(yōu)化的周期性變化的旋絮流燃燒機制、實現(xiàn)充分燃燒，大大提高了鍋爐燃燒效率。
本儀器不但可以用在手燒鍋爐，也可以用于各種鍋爐和窯爐，同時也可以實行常年監(jiān)視。是鍋爐、窯爐節(jié)能的一種重要輔機。
權利要求1.一種煙氣黑度監(jiān)控儀，由發(fā)射、接收裝置(光源和接收器1)、控制主機和執(zhí)行器構成，其特征在于控制主機和執(zhí)行器的電路按下述連接而構成接收信號的探頭(1)的輸出端與運算放大器(2)的輸入端相連，運算放大器(2)的輸出端分別與A/D轉(zhuǎn)換器(3)和電壓比較器(5)的輸入端相連接，A/D轉(zhuǎn)換器(3)的輸出端接液晶顯示器(4)，二者構成顯示電路，電壓比較器(5)的輸出端分別與觸發(fā)器(6)和非門(15)的輸入端相連，非(15)與微分電路(16)、(17)及J/K觸發(fā)器(12)構成關閉選擇電路，關閉選擇電路的輸出端與分別由J/K觸發(fā)器(10)、三極管(18)、繼電器(19)和J/K觸發(fā)器(11)、三極管(13)、繼電器(14)所構成的電子開關相連，觸發(fā)器(6)的輸出端與由二極管(7)和電阻(8)構成的譯碼電路的輸入端相連，二極管(7)和電阻(8)和結點連接由電阻和電容構成的微分電路(9)，微分電路(9)的輸出端接到電子開關的一個輸入端，電子開關的輸出端接閥門位置開關(20)，位置開關(20)的輸出端接到電子開關的另一個輸入端，由四個二極管構成的閥門顯示器(21)與譯碼電路的輸出端相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的監(jiān)控儀，其特征是它還設有報警接口(22)。
專利摘要一種煙氣黑度監(jiān)控儀，屬于鍋爐(窯爐)燃燒調(diào)節(jié)或控制儀表，探頭(1)采集的信號通過運放(2)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后液晶顯示(4)，信號經(jīng)電壓比較器(5)后連接觸發(fā)器(6)，非門(15)的輸入端，(15)、(16)、(17)及J/K觸發(fā)器(12)構成關閉選擇電路，該電路與(10)、(18)、(19)和(11)、(13)、(14)構成的電子開關相連；(6)的輸出端與由(7)和(8)構成的譯碼電路輸入端相連，(7)、(8)和結點連接微分電路(9)，(9)的輸出端接到電子開關的一個輸入端。
文檔編號F23N5/00GK2143724SQ9220711
公開日1993年10月13日 申請日期1992年4月20日 優(yōu)先權日1992年4月20日
發(fā)明者文化星, 李撫生, 崔哲雄, 馬志善, 文化林 申請人:文化星, 李撫生