焦爐煤氣熱值智能檢測系統的製作方法

2023-12-03 04:17:21 2

專利名稱：焦爐煤氣熱值智能檢測系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及檢測系統技術領域，特別涉及熱值檢測系統技術領域，具體是指一種焦爐煤氣熱值智能檢測系統，應用於煉焦工業中的焦爐煤氣熱值的檢測。
背景技術：
現代工業的快速發展，對於環境保護的要求越來越高，非常注重能源的再生和利用。焦爐煤氣，又稱焦爐氣，是指用幾種煙煤配製成煉焦用煤，在煉焦爐中經過高溫乾餾後， 在產出焦炭和焦油產品的同時所產生的一種可燃性氣體，是煉焦工業的副產品。焦爐氣屬於中熱值氣，其熱值為每標準立方米17 19MJ，適合用做高溫工業爐的燃料和城市煤氣， 為了保障企業的能源計量工作和經濟效益，必須要準確地、連續地檢測焦爐氣的熱值。一般焦爐氣的熱值檢測採用燃燒式的原理，通過對氣體流量、密度、燃燒後溫度的多參數的變換，即可得到焦爐氣的淨熱值並把它變換為標準的4 20mA信號輸出，送給用戶用於顯示和監控，傳統方式的信號傳輸要經過數模、模數轉換，必然造成信號的精確度不高，而且傳統方式的計算能力有限，僅能輸出淨熱值等參數。因此，為了解決存在的上述問題與缺陷，需要提供一種焦爐煤氣熱值智能檢測系統，其能夠提高檢測的精度，且輸出參數豐富。

實用新型內容本實用新型的目的是克服了上述現有技術中的缺點，提供一種焦爐煤氣熱值智能檢測系統，該焦爐煤氣熱值智能檢測系統設計巧妙，能夠提高檢測的精度，且輸出參數豐富，適於大規模推廣應用。為了實現上述目的，本實用新型的焦爐煤氣熱值智能檢測系統，包括取樣探頭、密度流量檢測單元和燃燒檢測單元，所述取樣探頭通過所述密度流量檢測單元氣路連接所述燃燒檢測單元，其特點是，所述焦爐煤氣熱值智能檢測系統還包括智能控制器，所述燃燒檢測單元採用數字式燃燒單元檢測板，所述密度流量檢測單元和所述燃燒檢測單元分別與所述智能控制器通過信號鏈路連接。較佳地，所述焦爐煤氣熱值智能檢測系統還包括樣氣乾燥除雜預處理裝置，所述取樣探頭通過所述樣氣乾燥除雜預處理裝置氣路連接所述密度流量檢測單元。較佳地，所述數字式燃燒單元檢測板包括ARM7嵌入式處理器和數字式單片機電路模塊，所述ARM7嵌入式處理器和所述數字式單片機電路模塊電路連接，所述數字式單片機電路模塊和所述智能控制器通過信號鏈路連接。更佳地，所述數字式單片機電路模塊包括信號輸入處理電路模塊、信號處理電路模塊和數字通訊輸出電路模塊，所述信號輸入處理電路模塊通過所述信號處理電路模塊電路連接所述數字通訊輸出電路模塊，所述數字通訊輸出電路模塊和所述智能控制器通過信號鏈路連接，所述ARM7嵌入式處理器和所述信號處理電路模塊電路連接。更進一步地，所述信號處理電路模塊包括信號調製模塊、計算判斷模塊、專家模型公式集模塊、自診斷信號處理模塊、防火焰波動模塊和信號通訊輸出模塊，所述信號輸入處理電路模塊依次通過所述信號調製模塊、所述計算判斷模塊、所述專家模型公式集模塊、所述自診斷信號處理模塊、所述防火焰波動模塊和所述信號通訊輸出模塊電路連接所述數字通訊輸出電路模塊。 較佳地，所述數字式燃燒單元檢測板具有第一 RS485通訊接口，所述智能控制器具有第二 RS485通訊接口，所述第一 RS485通訊接口和所述第二 RS485通訊接口通過信號鏈路連接。較佳地，所述密度流量檢測單元具有第一通用模擬量I/O接口，所述智能控制器具有第二通用模擬量I/O接口，所述第一通用模擬量I/O接口和所述第二通用模擬量I/O 接口通過信號鏈路連接。較佳地，所述智能控制器具有工控主板和人機界面，所述密度流量檢測單元和所述燃燒檢測單元分別與所述工控主板通過信號鏈路連接，所述工控主板和所述人機界面電路連接。更佳地，所述智能控制器還具有無線通訊模塊和/或有線通訊模塊，所述工控主板電路連接所述無線通訊模塊和/或所述有線通訊模塊。較佳地，所述信號鏈路是有線信號鏈路或無線信號鏈路。本實用新型的有益效果具體在於本實用新型的焦爐煤氣熱值智能檢測系統包括取樣探頭、密度流量檢測單元、燃燒檢測單元和智能控制器，所述取樣探頭通過所述密度流量檢測單元氣路連接所述燃燒檢測單元，所述燃燒檢測單元採用數字式燃燒單元檢測板， 所述密度流量檢測單元和所述燃燒檢測單元分別與所述智能控制器通過信號鏈路連接，設計巧妙，能夠提高檢測的精度，且輸出參數豐富，適於大規模推廣應用。

圖1是本實用新型的一具體實施例的結構示意圖。圖2是圖1所示的具體實施例的數字式燃燒單元檢測板的結構示意圖。圖3是圖1所示的具體實施例的智能控制器的結構示意圖。
具體實施方式
為了能夠更清楚地理解本實用新型的技術內容，特舉以下實施例詳細說明。應理解，實施例僅是用於說明本實用新型，而不是對本實用新型的限制。請參見圖1-3所示，本實用新型的焦爐煤氣熱值智能檢測系統包括取樣探頭1、密度流量檢測單元2、燃燒檢測單元3和智能控制器4，所述取樣探頭1通過所述密度流量檢測單元2氣路連接所述燃燒檢測單元3，所述燃燒檢測單元3採用數字式燃燒單元檢測板 5，所述密度流量檢測單元2和所述燃燒檢測單元3分別與所述智能控制器4通過信號鏈路連接。為了檢測準確，請參見圖1所示，在本實用新型的具體實施例中，所述焦爐煤氣熱值智能檢測系統還包括樣氣乾燥除雜預處理裝置6，所述取樣探頭1通過所述樣氣乾燥除雜預處理裝置6氣路連接所述密度流量檢測單元2。所述數字式燃燒單元檢測板5可以是任何合適的結構，較佳地，所述數字式燃燒單元檢測板5包括ARM7嵌入式處理器和數字式單片機電路模塊，所述ARM7嵌入式處理器和所述數字式單片機電路模塊電路連接，所述數字式單片機電路模塊和所述智能控制器通過信號鏈路連接。更佳地，所述數字式單片機電路模塊包括信號輸入處理電路模塊、信號處理電路模塊和數字通訊輸出電路模塊，所述信號輸入處理電路模塊通過所述信號處理電路模塊電路連接所述數字通訊輸出電路模塊，所述數字通訊輸出電路模塊和所述智能控制器4通過信號鏈路連接，所述ARM7嵌入式處理器和所述信號處理電路模塊電路連接。請參見圖2所示，在本實用新型的具體實施例中，所述數字式燃燒單元檢測板3移植了 yC/OS-II實時作業系統，並且編制了專用程序模塊，即所述信號處理電路模塊包括信號調製模塊、計算判斷模塊、專家模型公式集模塊、自診斷信號處理模塊、防火焰波動模塊和信號通訊輸出模塊，所述信號輸入處理電路模塊依次通過所述信號調製模塊、所述計算判斷模塊、所述專家模型公式集模塊、所述自診斷信號處理模塊、所述防火焰波動模塊和所述信號通訊輸出模塊電路連接所述數字通訊輸出電路模塊。所述數字式燃燒單元檢測板3和所述智能控制器4可以通過合適的通訊接口進行通訊，請參見圖2和3所示，在本實用新型的具體實施例中，所述數字式燃燒單元檢測板3 具有第一 RS485通訊接口，所述智能控制器4具有第二 RS485通訊接口，所述第一 RS485通訊接口和所述第二 RS485通訊接口通過信號鏈路連接。所述密度流量檢測單元2和所述智能控制器4可以通過合適的通訊接口進行通訊，請參見圖2和3所示，在本實用新型的具體實施例中，所述密度流量檢測單元2具有第一通用模擬量I/O接口(未示出)，所述智能控制器4具有第二通用模擬量I/O接口，所述第一通用模擬量I/O接口和所述第二通用模擬量I/O接口通過信號鏈路連接。所述智能控制器4可以具有任何合適的結構，較佳地，所述智能控制器4具有工控主板和人機界面，所述密度流量檢測單元2和所述燃燒檢測單元3分別與所述工控主板通過信號鏈路連接，所述工控主板和所述人機界面電路連接。人機界面可以採用觸摸式液晶屏幕。更佳地，所述智能控制器4還具有無線通訊模塊和/或有線通訊模塊，所述工控主板電路連接所述無線通訊模塊和/或所述有線通訊模塊。所述無線通訊模塊可以是GPRS 通訊模塊，所述有線通訊模塊可以是RS485模塊或工業乙太網接口。所述信號鏈路可以是任何合適的鏈路，較佳地，所述信號鏈路是有線信號鏈路或無線信號鏈路。本實用新型使用時，取樣探頭1安裝在焦爐煤氣管道上，實時連續地抽取樣氣，取出的樣氣經過樣氣乾燥除雜預處理裝置6進行處理，使樣氣變為乾燥、乾淨、無雜質的樣氣，再把此樣氣經過密度流量檢測單元2進行密度和流量的檢測，最後送入到燃燒檢測單元3裡進行完全燃燒，數字式燃燒單元檢測板5檢測樣氣燃燒前後相關信號，各種信號由數字式燃燒單元檢測板5和密度流量檢測單元2送到智能控制器4，並由智能控制器4把信號進行通訊輸出。樣氣進入燃燒檢測單元3後，在燃燒前先經過冷端氣室，由氣室中的熱電偶信號測得冷端溫度，樣氣從冷端氣室經過噴嘴燃燒後，在熱端氣室中分布了三個熱電偶測得三個熱端溫度，這些溫度信號都送入數字式燃燒單元檢測板5中去，另外加上點火信號和熄火信號也由相應的傳感器檢測同樣也送入數字式燃燒單元檢測板5 ；上述信號進入數字式燃燒單元檢測板5後先經過信號輸入處理電路模塊處理，然後把處理過的信號送入與ARM7 微處理器電路連接的數字式單片機電路模塊，在該電路中內置了作業系統並編寫了專用處理程序模塊，信號先經過信號調製模塊處理，然後把結果送到計算判斷模塊，根據計算的結果，決定使用專家模型公式集模塊中的某一個公式和對應係數來進行熱值計算，同時根據信號的變化由防火焰波動模塊來消除因為壓力的波動導致熱值不穩定的現象，另外由自診斷信號處理模塊處理一些自診斷信息(點火成功、點火失敗、熄火、電路故障、通訊故障等)，最後熱值計算結果和自診斷信息，通過專用定製的數字通訊協議，從第一 RS485通訊接口送到智能控制器4去。數字式燃燒單元檢測板5送來的485數位訊號由第二 485通訊接口進入到智能控制器4裡，由密度流量檢測單元2輸出的密度流量信號送到智能控制器4的第二通用模擬量I/O接口，智能控制器4裡安裝了 windows CE 5. 0，並部署了專用的熱值智能檢測軟體， 通過該軟體強大的功能，可以把送來的數據實現各種計算，實現淨熱值到總熱值的換算、華白指數計算、工況標況的換算、建立資料庫、顯示趨勢圖、長期歷史數據存儲、報警等功能， 並可以把各種數據通過另外的RS485接口或者工業乙太網接口利用標準的MODBUS協議或 TCP/IP協議送給用戶，還可以通過GPRS通訊模塊無線發送數據，通過internet網絡把數據送到用戶的任意指定地點(需要連接網際網路)，真正實現了遠程智能監控。在本實用新型的具體實施例中，智能控制器4的構成如下CPU 工作頻率104MHz 520MHz ；SDRAM :64MB ；NOR Flash :2MB ；NAND Flash 256MB ；TFT觸摸式液晶屏，最大解析度為800X600 ； 10/100M工業級乙太網接口 1個； RS232接口 2個，均為全功能串口 ；RS485通訊接口 2個，包括第二 RS485通訊接口 ；通用數字I/O 8路數字輸入/8路數字輸出；通用模擬I/O接口 4路模擬量輸入G 20mA)， 包括第二通用模擬量I/O接口 ；8層PCB板，抗電磁幹擾能力強；工作溫度-40°C +85°C 或-25°C +85°C。本實用新型使用帶作業系統的智能控制器4來進行信號的計算處理和通訊，並且燃燒檢測單元3的信號處理也變為通訊傳輸到智能控制器，即採用數字式燃燒單元檢測板 5取代傳統的燃燒單元的模擬電路，省掉了多個信號數模/模數轉換環節，大大提高的檢測的精度，並可提供豐富的智能自診斷信號。綜上，本實用新型的焦爐煤氣熱值智能檢測系統設計巧妙，能夠提高檢測的精度， 且輸出參數豐富，適於大規模推廣應用。在此說明書中，本實用新型已參照其特定的實施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本實用新型的精神和範圍。因此，說明書和附圖應被認為是說明性的而非限制性的。
權利要求1.一種焦爐煤氣熱值智能檢測系統，包括取樣探頭、密度流量檢測單元和燃燒檢測單元，所述取樣探頭通過所述密度流量檢測單元氣路連接所述燃燒檢測單元，其特徵在於，所述焦爐煤氣熱值智能檢測系統還包括智能控制器，所述燃燒檢測單元採用數字式燃燒單元檢測板，所述密度流量檢測單元和所述燃燒檢測單元分別與所述智能控制器通過信號鏈路連接。
2.根據權利要求1所述的焦爐煤氣熱值智能檢測系統，其特徵在於，所述焦爐煤氣熱值智能檢測系統還包括樣氣乾燥除雜預處理裝置，所述取樣探頭通過所述樣氣乾燥除雜預處理裝置氣路連接所述密度流量檢測單元。
3.根據權利要求1所述的焦爐煤氣熱值智能檢測系統，其特徵在於，所述數字式燃燒單元檢測板包括ARM7嵌入式處理器和數字式單片機電路模塊，所述ARM7嵌入式處理器和所述數字式單片機電路模塊電路連接，所述數字式單片機電路模塊和所述智能控制器通過信號鏈路連接。
4.根據權利要求3所述的焦爐煤氣熱值智能檢測系統，其特徵在於，所述數字式單片機電路模塊包括信號輸入處理電路模塊、信號處理電路模塊和數字通訊輸出電路模塊，所述信號輸入處理電路模塊通過所述信號處理電路模塊電路連接所述數字通訊輸出電路模塊，所述數字通訊輸出電路模塊和所述智能控制器通過信號鏈路連接，所述ARM7嵌入式處理器和所述信號處理電路模塊電路連接。
5.根據權利要求1所述的焦爐煤氣熱值智能檢測系統，其特徵在於，所述數字式燃燒單元檢測板具有第一 RS485通訊接口，所述智能控制器具有第二 RS485通訊接口，所述第一 RS485通訊接口和所述第二 RS485通訊接口通過信號鏈路連接。
6.根據權利要求1所述的焦爐煤氣熱值智能檢測系統，其特徵在於，所述密度流量檢測單元具有第一通用模擬量I/O接口，所述智能控制器具有第二通用模擬量I/O接口，所述第一通用模擬量I/O接口和所述第二通用模擬量I/O接口通過信號鏈路連接。
7.根據權利要求1所述的焦爐煤氣熱值智能檢測系統，其特徵在於，所述智能控制器具有工控主板和人機界面，所述密度流量檢測單元和所述燃燒檢測單元分別與所述工控主板通過信號鏈路連接，所述工控主板和所述人機界面電路連接。
8.根據權利要求7所述的焦爐煤氣熱值智能檢測系統，其特徵在於，所述智能控制器還具有無線通訊模塊和/或有線通訊模塊，所述工控主板電路連接所述無線通訊模塊和/ 或所述有線通訊模塊。
9.根據權利要求1所述的焦爐煤氣熱值智能檢測系統，其特徵在於，所述信號鏈路是有線信號鏈路或無線信號鏈路。
專利摘要本實用新型涉及一種焦爐煤氣熱值智能檢測系統，包括取樣探頭、密度流量檢測單元、燃燒檢測單元和智能控制器，取樣探頭通過密度流量檢測單元氣路連接燃燒檢測單元，燃燒檢測單元採用數字式燃燒單元檢測板，密度流量檢測單元和燃燒檢測單元分別與智能控制器通過信號鏈路連接，較佳地，還包括樣氣乾燥除雜預處理裝置，取樣探頭通過樣氣乾燥除雜預處理裝置氣路連接密度流量檢測單元，數字式燃燒單元檢測板和智能控制器通過RS485通訊接口通訊，密度流量檢測單元和智能控制器通過通用模擬量I/O接口通訊，智能控制器具有工控主板和人機界面。本實用新型的焦爐煤氣熱值智能檢測系統設計巧妙，能夠提高檢測的精度，且輸出參數豐富，適於大規模推廣應用。
文檔編號G01N25/22GK202141689SQ201120229810
公開日2012年2月8日 申請日期2011年6月30日 優先權日2011年6月30日
發明者吳迪 申請人:上海中冶橫天自動化工程有限公司