一种外部气相沉积法喷射火焰检测装置及方法
【专利摘要】本发明涉及一种外部气相沉积法喷射火焰检测装置及方法，包括有支架，支架上安设摄像机，摄像机的输出口与计算机输入口相接，计算机的输出接口连接PLC控制器，PLC控制器分别连接火焰气体控制阀和报警模块，摄像机将所采集到的火焰视频图像传输到计算机，计算机进行存储同时通过计算机的图像处理模块对火焰视频图像进行实时分析处理，并发送控制、报警和显示信号。本发明结构简单，受环境影响小，可实现对火焰的实时监测；由于摄像机对火焰的数据采集是可见光采集，其信号采集不受电磁干扰和环境温度影响，数据来源稳定，抗干扰能力强，且数据转换简便；本发明还可通过对火焰喷射过程的分析对后续加工的工艺参数进行优化处理。
【专利说明】
一种外部气相沉积法喷射火焰检测装置及方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种外部气相沉积法喷射火焰检测装置及方法，属于光纤预制棒加工技术领域。【背景技术】
[0002]光纤预制棒加工中的外部气相沉积法工艺包括轴向汽相沉积法VAD (Vap0 ur phase Axial Deposit1n)和棒外化学汽相沉积法0VD(outside vapor deposit1n)，外部气相沉积法在加工过程中均有喷射火焰产生，喷射火焰由氢气和氧气等混合气体燃烧产生。为保证沉积加工的安全和质量，在VAD和0VD的加工设备中均安设有火焰检测传感器，现有的火焰检测器是通过检测火焰燃烧过程产生的辐射光波来获取火焰温度信息及判断是否燃烧。
[0003]中国专利文献CN105185027A公开了 “火焰探测报警方法、系统及装置”。该文献公开了一种火焰探测报警方法、系统及装置。其中方法步骤包括:获取多个火焰探测器的探测编号信息和采集的传感数据，其中多个火焰探测器呈准分布式结构分布，对获取的所有火焰探测器采集的传感数据进行归一化处理，根据探测编号选择相邻火焰探测器并获取对应探头的归一化数据进行相似性分析。计算相似性因子，若相似性因子的值在第一预设范围内则认为火焰探测器检测到火焰。
[0004]中国专利文献CN105354974A公开了“基于三波长红外火焰探测器的火焰探测方法”。该发明采用三种不同波长的火焰检测红外感应模块和报警模块组成检测和报警装置。 利用三种不同的波长红外传感器检测到的信号进行分析并依据分析结果输出相应报警信号。
[0005]以上发明均利用传感器检测可燃物燃烧过程中产生的辐射光波，然后对检测到的辐射波信号进行分析继而判断火焰是否存在。这不仅需要多点位设置传感器，而且对传感器的耐高温性能要求高，如果传感器与被测对象之间有阻挡物如透明玻璃或者传感器与被测对象距离发生变化，那么传感器检测结果与实际情况就会出现偏差。导致误报警或漏报情况发生。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题旨在针对上述现有技术存在的不足，提出一种结构简单，性能可靠的外部气相沉积法喷射火焰检测装置及方法。
[0007]本发明喷射火焰检测装置的技术方案为:包括有支架，支架上安设摄像机，摄像机的输出口与计算机输入口相接，计算机的输出接口连接PLC控制器，PLC控制器分别连接火焰气体控制阀和报警模块，摄像机将所采集到的火焰视频图像传输到计算机，计算机进行存储同时通过计算机的图像处理模块对火焰视频图像进行实时分析处理，并发送控制、报警和显示信号。
[0008]按上述方案，所述的摄像机安设在火焰喷射装置的附近，且摄像机镜头的轴线与火焰喷射装置所喷射的火焰轴线相垂直。
[0009]按上述方案，所述的摄像机配置有一台或多台。
[0010]按上述方案，所述的摄像机安设在封闭罩中，封闭罩内腔与空气冷却系统相连通。
[0011]按上述方案，所述的报警模块为声光报警器。
[0012]本发明喷射火焰检测方法的技术方案为:在火焰喷射装置附近配置摄像机，将摄像机镜头对准火焰喷射装置对喷射火焰进行视频图像采集，通过数据线将视频数据传输至计算机，计算机通过图像处理模块对火焰视频图像进行实时分析处理，计算出火焰的长度或/和投影面积，并在显示屏上实时显示火焰的图像和数据，同时将火焰的数据与计算机中预设的长度或/和火焰面积阈值相比较，当所采集的火焰面积或/和长度信号超出预设阈值时，计算机向PLC控制器输出控制信号，通过火焰气体控制阀调节喷射火焰的大小，或者向火焰气体控制阀和报警器同时发出报警和安全控制信号，将火焰气体的气源关闭。
[0013]按上述方案，所述的摄像机镜头的轴线与火焰喷射装置所喷射的火焰轴线相垂直。
[0014]本发明的有益效果在于:1、本发明结构简单，受环境影响小，可实现对火焰的实时监测；2、由于摄像机对火焰的数据采集是可见光采集，其信号采集不受电磁干扰和环境温度影响，数据来源稳定，抗干扰能力强，且数据转换简便;3、由于摄像机可持续不间断对现场进行视频记录，能直观对火焰检测过程进行复现，本发明还可通过对火焰喷射过程的分析对后续加工的工艺参数进行优化处理。【附图说明】
[0015]图1为本发明装置一个实施例的结构框图。
[0016]图2为喷射火焰的投影图示。[〇〇17]图3为本发明的使用状态图示。【具体实施方式】
[0018]以下结合附图对本发明的装置和方法做进一步的详细说明。
[0019]本发明喷射火焰检测装置包括有支架，支架上安设摄像机3,摄像机为一台，所述的摄像机安设在火焰喷射装置的附近，且摄像机镜头的轴线与火焰喷射装置的喷灯2所喷射的火焰1轴线相垂直。摄像机安设在封闭罩18中，封闭罩内腔与空气冷却系统相连通。摄像机的输出口与计算机4输入口相接，所述的计算机为工业控制计算机，计算机的输出接口连接PLC控制器5，PLC控制器分别连接火焰气体控制阀岛7和报警模块6，摄像机将所采集到的火焰视频图像传输到计算机，计算机进行存储同时通过计算机的图像处理模块对火焰视频图像进行实时分析处理，并发送控制、报警和显示信号。
[0020]本发明装置工作过程和检测方法为:摄像机捕捉喷灯火焰燃烧时的实时视频信号，同时将火焰视频信号传送给工业控制计算机4。计算机接收到火焰视频信号后对其进行分析处理，对火焰的边界12进行描述，如图2所示。计算机通过图像处理模块对火焰视频图像进行实时分析处理，计算出火焰的长度和投影面积，并在显示屏上实时显示火焰的图像和数据，同时将火焰的数据与计算机中预设的火焰面积和长度阈值相比较，当所采集的火焰面积或长度信号超出预设阈值时，计算机向PLC控制器输出控制信号，通过火焰气体控制阀调节喷射火焰的大小，或者向火焰气体控制阀和报警器同时发出报警和安全控制信号， 将火焰气体的气源关闭，防止可燃气体在空气中扩散。例1:将火焰长度L阈值设为100_，当视频采集到的火焰视屏图形长度L小于100mm则认定火焰已处于熄灭状态，假如此时燃烧气体控制阀依然处于开的状态计算机就判断设备工作异常，输出报警指令并切断气源。例2: 根据工艺需求设置相应的火焰投影面积预设值，将火焰图形面积阈值设为10000mm2,当计算机视觉判断火焰面积小于10000mm2,且持续一段时间，则判断火焰燃烧不稳定，此时可通过增加可燃气体流量，调节工艺气体配比等控制措施使火焰燃烧趋于稳定，以满足沉积工艺要求。
[0021]图3为火焰检测装置在0VD沉积设备上使用的简图，电机通过上、下夹头13、16驱动芯棒15做回转运动，火焰喷射装置17上下运动。固定在灯架上的喷灯火焰喷射方向垂直于芯棒轴线，化学沉积沿整个芯棒圆周表面进行，形成预制棒包层14,摄像机3与火焰之间用封闭罩隔热玻璃隔开用于采集整个化学沉积过程。
【主权项】
1.一种外部气相沉积法喷射火焰检测装置，其特征在于包括有支架，支架上安设摄像 机，摄像机的输出口与计算机输入口相接，计算机的输出接口连接PLC控制器，PLC控制器分 别连接火焰气体控制阀和报警模块，摄像机将所采集到的火焰视频图像传输到计算机，计 算机进行存储同时通过计算机的图像处理模块对火焰视频图像进行实时分析处理，并发送 控制、报警和显示信号。2.按权利要求1所述的外部气相沉积法喷射火焰检测装置，其特征在于所述的摄像机 安设在火焰喷射装置的附近，且摄像机镜头的轴线与火焰喷射装置所喷射的火焰轴线相垂直。3.按权利要求1或2所述的外部气相沉积法喷射火焰检测装置，其特征在于所述的摄像 机配置有一台或多台。4.按权利要3所述的外部气相沉积法喷射火焰检测装置，其特征在于所述的摄像机安 设在封闭罩中，封闭罩内腔与空气冷却系统相连通。5.按权利要求1或2所述的外部气相沉积法喷射火焰检测装置，其特征在于所述的报警 模块为声光报警器。6.—种外部气相沉积法喷射火焰检测方法，其特征在于在火焰喷射装置附近配置摄像机，将摄像机镜头对准火焰喷射装置对喷射火焰进行视 频图像采集，通过数据线将视频数据传输至计算机，计算机通过图像处理模块对火焰视频 图像进行实时分析处理，计算出火焰的长度或/和投影面积，并在显示屏上实时显示火焰的 图像和数据，同时将火焰的数据与计算机中预设的长度或/和火焰面积阈值相比较，当所采 集的火焰面积或/和长度信号超出预设阈值时，计算机向PLC控制器输出控制信号，通过火 焰气体控制阀调节喷射火焰的大小，或者向火焰气体控制阀和报警器同时发出报警和安全 控制信号，将火焰气体的气源关闭。7.按权利要求6所述的外部气相沉积法喷射火焰检测方法，其特征在于所述的摄像机 镜头的轴线与火焰喷射装置所喷射的火焰轴线相垂直。
【文档编号】G08B17/12GK105976555SQ201610439087
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月20日
【发明人】周建良, 罗军, 甘霖, 陈俊, 马亮, 鲁戎, 顾立新, 刘善沛
【申请人】长飞光纤光缆股份有限公司