火焰燃燒狀況監控設備的製作方法
2023-10-24 04:23:07
專利名稱：火焰燃燒狀況監控設備的製作方法
技術領域：
本發明提供一種用於各種燃油、燃煤、燃氣鍋爐的火焰檢測系統，具體地說是一種智能火焰檢測裝置，本發明涉及電子測控的技術領域。
背景技術：
大型火電機組中，為了保證鍋爐安全、平穩地運行，必須對鍋爐的火焰燃燒狀況進行實時監視，以便用鍋爐的燃料控制裝置聯鎖，保證鍋爐滅火時停止燃料供應，防止可燃性物質在爐膛或管道內聚積，發生爆燃甚至引起鍋爐爆炸。
目前國內大都採用可見光式火焰檢測裝置，但在長期的應用過程中發現，這種火檢經常出現見火困難的情況，分析其原因，主要是在使用一些比較劣質的煤粉或現在好多電廠經常使用混燒煤時，火焰的黑龍區會變長，這樣可見關火檢視線往往集中在了黑龍區和初始燃燒區部分，火焰強度大大減弱，發生不見火現象；火焰檢測器視線通過或接近黑龍區，則當燃燒器停用而爐膛內的其它燃燒器繼續運行燃燒時，信號強度反而比原來增加了，這就發生了偷看現象。
發明內容
技術問題本發明針對現有技術的不足與缺陷，提供一種能夠有效地解決不見火現象、穩定燃燒以及安全性、經濟性好的火焰燃燒狀況監控設備。
技術方案本發明是通過利用火焰的閃爍頻率和光的輻射強度來綜合判斷火焰的有無及強弱。由於可見光會出現不見光現象，故火焰檢測探頭採用磷化鉀或硫化鉛感測器來檢測紫外線或紅外線。火焰放大器兼容兩種火焰檢測探頭，並能自動識別區分，採用雙通道設計，完全獨立的處理兩路火焰探頭送來的信號，可顯示火焰的真實數值，並可選擇電壓範圍0到10伏及電流範圍4到20毫安輸出。
本發明具體包括火焰檢測探頭、火焰放大器兩部分，所述的火焰檢測探頭包括火焰感測器和探頭信號處理電路，火焰感測器的感測火焰的信號，火焰感測器的輸出端與探頭信號處理電路的輸入端相連接，探頭信號處理電路的輸出端與火焰放大器中的可編程濾波模塊的輸入端相連接；可編程濾波模塊、放大模塊、對數轉換模塊、中央處理模塊的第一輸入端順序串聯連接，中央處理模塊的第一輸入端還與電壓檢測模塊連接，中央處理模塊的第一輸出端連接顯示模塊，中央處理模塊的第二輸出端連接通訊模塊，中央處理模塊的第三輸出端連接輸出模塊。
所述的火焰感測器為磷化鉀或硫化鉛感測器。所述的火焰放大器中，所述的可編程濾波模塊中濾波電路「MF10CCWM」的「INVA」腳連接探頭信號處理電路的輸出端，濾波電路「MF10CCWM」的「N/AP/HPB」腳連接放大模塊中放大電路「AD7528」的「RfbA」腳，濾波電路「MF10CCWM」中的「BPB」腳與「INVB」腳相連，構成可編程的帶通濾波器。
所述的可編程的濾波模塊包括通用集成雙路開關電容濾波器MF10CCWM以及相應的輔助電路，輸入端連接火焰檢測器探頭輸出端，輸出端連接放大模塊輸入端；所述的電壓檢測模塊輸入端連接各模塊的電壓檢測埠，輸出端連接中央處理模塊的PAD口，用於實時檢測系統各模塊的工作狀態，出現異常時，報警出錯，並切斷該部分的工作電源以免進一步損壞電路；本發明的連接方式具體為所述的火焰感測器和探頭信號處理電路集成在火焰檢測器探頭一塊電路板上；可編程的濾波模塊，放大模塊，對數轉換模塊，中央處理模塊，電壓檢測模塊，通訊模塊，顯示模塊，輸出模塊集成在火焰放大器的一塊電路板上；火焰放大器與火焰檢測器探頭由電纜連接。
本發明工作方式如下1)火焰源發出的光信號通過防塵鏡片或光纖傳至火焰感測器；2)火焰感測器完成光電轉換；3)探頭信號處理電路對火焰的強度和頻率信號進行轉換處理；4)該信號通過電纜傳至火焰放大器；5)火焰放大器將信號放大濾波，中央處理模塊處理；6)由輸出模塊顯示輸出與火焰強度相一致的模擬量信號。
有益效果本發明能夠即時準確的反映當前火焰的燃燒狀況，避免了不見火和偷看現象，智能化的參數管理軟體可根據不同的燃燒狀況自動調整最符合當前狀況的參數，通過量化表示出火焰燃燒程度和狀態，確保鍋爐連續安全穩定的運行。保證了鍋爐安全、平穩地運行，對鍋爐的火焰燃燒狀況進行實時監視，以便用鍋爐的燃料控制裝置聯鎖，保證鍋爐滅火時停止燃料供應，防止可燃性物質在爐膛或管道內聚積，發生爆燃甚至引起鍋爐爆炸。
圖1是本發明的工作原理框圖；其中有火焰檢測探頭1、火焰放大器2、火焰源101、火焰感測器102、探頭信號處理電路103、可編程濾波模塊201、放大模塊202、對數轉換模塊203、電壓檢測模塊204、中央處理模塊205、輸出模塊206、顯示模塊207和通訊模塊208；圖2是本發明實施例中的火焰感測器102信號採集電路圖；圖3是本發明實施例中的火焰放大器的可編程的濾波模塊201電路圖；圖4是本發明實施例中的火焰放大器的放大模塊202電路圖；圖5是本發明實施例中的火焰放大器的對數轉換模塊203電路圖；圖6是本發明實施例中的火焰放大器中央處理器模塊205電路圖。
圖7是本發明實施例中的火焰放大器輸出模塊206電路圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明如圖1所示本發明包含以下組件火焰檢測探頭1、火焰放大器2；所述的火焰檢測探頭1由火焰感測器102和探頭信號處理電路103組成；所述的火焰放大器2可編程的濾波模塊201、由放大模塊202、對數轉換模塊203、電壓檢測模塊204、中央處理模塊205、通訊模塊208、顯示模塊207和輸出模塊206組成；所述的火焰感測器102為磷化鉀或硫化鉛感測器CSI04-2或G1962-2；所述的探頭信號處理電路103為運算放大器TL0826，所述的可編程的濾波模塊201為MF10CCWM；放大模塊202中放大電路「AD7528」的「VrefA」腳連接對數轉換模塊203中的對數轉換電路「TL082C」，放大模塊202的輸入端由「RfbA」腳輸入，由「VrefA」腳輸出，構成可編程的放大器；所述的對數轉換模塊203為TL082C，對數轉換電路「U308」的7腳連接放大模塊202的VrefA腳，其OUT腳連接中央處理模塊205的PAD口，對數轉換電路「U308」U308的7腳與OUT腳接二極體構成對數轉換器；所述的電壓檢測模塊204為電阻分壓電路，其輸入端連接各模塊的工作電壓端，其輸出端連接中央處理模塊205的PAD口；所述的中央處理模塊205為FREESCALE的MC9S12D64MPV，其PAD口連接對數轉換模塊203和電壓檢測模塊204，其PA口接顯示模塊207，其SCI口接通訊模塊208，PWM口接輸出模塊206；所述的輸出模塊206為IRFR9120，其輸入端連接端連接中央處理模塊205的PWM口；所述的顯示模塊207為液晶顯示模塊PG14432，其數據口連接端連接中央處理模塊205的PA口；所述的通訊模塊208為MAX202，連接中央處理模塊205的SCI口；所述的火焰檢測探頭1的探頭信號處理電路的輸出端通過四芯雙絞屏蔽電纜與火焰放大器2的可編程濾波模塊的輸入端連接；智能火焰檢測裝置包括火焰檢測探頭1、火焰放大器2，所述的火焰檢測探頭1包括火焰感測器102和探頭信號處理電路103，火焰感測器102的感測火焰101的信號，火焰感測器102的輸出端與探頭信號處理電路103的輸入端相連接，探頭信號處理電路103的輸出端與火焰放大器2中的可編程濾波模塊201的輸入端相連接；可編程濾波模塊201、放大模塊202、對數轉換模塊203、中央處理模塊205的第一輸入端PAD順序串聯連接，中央處理模塊205的第一輸入端PAD還與電壓檢測模塊204連接，中央處理模塊205的第一輸出端PA連接顯示模塊207，中央處理模塊205的第二輸出端SCI連接通訊模塊208，中央處理模塊205的第三輸出端PWM連接輸出模塊206。所述的火焰感測器102為磷化鉀或硫化鉛感測器。所述的火焰放大器2中，所述的可編程濾波模塊201中濾波電路「MF10CCWM」的「INVA」腳連接探頭信號處理電路103的輸出端，濾波電路「MF10CCWM」的「N/AP/HPB」腳連接放大模塊202中放大電路「AD7528」的「RfbA」腳，濾波電路「MF10CCWM」中的「BPB」腳與「INVB」腳相連，構成可編程的帶通濾波器。
本發明工作過程具體包括1)將火焰檢測探頭1對準火焰燃燒部位，當火焰101有火燃燒時，火焰感測器102感測出火焰中的紅外線或紫外線；2)火焰感測器102將光信號轉邊成微弱的交流信號；3)探頭信號處理電路103將上述微弱的交流信號加強放大並濾去雜波信號；4)通過四芯雙絞屏蔽電纜將信號傳送到火焰放大器2；5)火焰放大器2接收到火焰檢測探頭1送過來的信號後先是可編程濾波模塊201濾波，經過放大模塊202放大後，再經過對數轉換模塊203轉換成直流信號送中央處理模塊205進行數據處理；6)在顯示模塊上207顯示火焰燃燒的數值以及有無火狀態，並通過輸出模塊206將火焰信號的數值量轉變成電壓範圍0到10伏，電流範圍4到20毫安的模擬信號以及各種開關量輸出；通過通訊模塊208與計算機建立通訊；
權利要求
1.一種火焰燃燒狀況監控設備，包括火焰檢測探頭(1)、火焰放大器(2)，其特徵在於所述的火焰檢測探頭(1)包括火焰感測器(102)和探頭信號處理電路(103)，火焰感測器(102)的感測火焰(101)的信號，火焰感測器(102)的輸出端與探頭信號處理電路(103)的輸入端相連接，探頭信號處理電路(103)的輸出端與火焰放大器(2)中的可編程濾波模塊(201)的輸入端相連接；可編程濾波模塊(201)、放大模塊(202)、對數轉換模塊(203)、中央處理模塊(205)的第一輸入端(PAD)順序串聯連接，中央處理模塊(205)的第一輸入端(PAD)還與電壓檢測模塊(204)連接，中央處理模塊(205)的第一輸出端(PA)連接顯示模塊(207)，中央處理模塊(205)的第二輸出端(SCI)連接通訊模塊(208)，中央處理模塊(205)的第三輸出端(PWM)連接輸出模塊(206)。
2.根據權利要求1所述的火焰燃燒狀況監控設備，其特徵是所述的火焰感測器(102)為磷化鉀或硫化鉛感測器。
3.根據權利要求1所述的火焰燃燒狀況監控設備，其特徵是所述的火焰放大器(2)中，所述的可編程濾波模塊(201)中濾波電路「MF10CCWM」的「INVA」腳連接探頭信號處理電路(103)的輸出端，濾波電路「MF10CCWM」的「N/AP/HPB」腳連接放大模塊(202)中放大電路「AD7528」的「RfbA」腳，濾波電路「MF10CCWM」中的「BPB」腳與「INVB」腳相連，構成可編程的帶通濾波器。
全文摘要
火焰燃燒狀況監控設備是一種用於各種燃油、燃煤、燃氣鍋爐的火焰檢測系統的裝置，火焰感測器(102)感測火焰(101)的信號，火焰感測器的輸出端與探頭信號處理電路(103)的輸入端相連接，探頭信號處理電路的輸出端與火焰放大器(2)中的可編程濾波模塊(201)的輸入端相連接；可編程濾波模塊、放大模塊(202)、對數轉換模塊(203)、中央處理模塊(205)的第一輸入端(PAD)順序串聯連接，中央處理模塊的第一輸入端(PAD)還與電壓檢測模塊(204)連接，中央處理模塊的第一輸出端(PA)連接顯示模塊(207)，中央處理模塊的第二輸出端(SCI)連接通訊模塊(208)，中央處理模塊的第三輸出端(PWM)連接輸出模塊(206)。通過量化表示出火焰燃燒程度和狀態，確保鍋爐連續安全穩定的運行。
文檔編號G01J1/16GK101033849SQ200710021618
公開日2007年9月12日 申請日期2007年4月18日 優先權日2007年4月18日
發明者劉飛, 方冬平, 李宏林 申請人:劉飛