一种层燃锅炉熄灭点监测视频系统的成像校准装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种成像校准装置，尤其涉及一种层燃锅炉熄灭点监测视频系统的成像校准装置。
【背景技术】
[0002]由于历史原因，层燃锅炉是目前我国民间和工业界应用最为广泛的锅炉类型之一。然而，该类锅炉不仅燃烧效率低，而且对环境影响特别严重。近些年来，随着原材料价格不断高涨，以及我国对工业和日常生活低碳环保的要求也越来越苛严，如何提高层燃锅炉的燃烧效率，已成为社会各界广为关注的问题之一。目前我国层燃锅炉的燃烧效率远低于国际平均水平。其主要原因是，目前层燃锅炉的燃烧熄灭界限还主要依靠人工通过裸眼观测手动完成。然而熄灭界限的误差将直接关系到层燃锅炉的燃烧效率。一般来说，如果熄灭点离炉膛前端太近，会造成燃料燃烧不充分。熄灭线过前不仅会造成不必要的能源浪费，而且大大降低了锅炉的有效燃烧面积，使得炉膛温度很难达到预定设定值。为了保证足够的热源，在此情况下锅炉不得不延长运行时间，结果是造成进一步的能源浪费；另一方面，如果熄灭界限离炉膛后端太近，温度过高的燃料层在离开炉排末端时，不仅会严重损坏炉排末端设备，而且过高温度的炉渣在进入渣槽后被急速降温，会产生大量的酸性气体。挥发后的酸性气体会直接腐蚀炉膛内部机构，从而大大降低了锅炉的使用寿命。因此，如何准确的、实时的监控炉膛燃烧熄灭界限一直是困扰层燃锅炉用户的难题之一。
[0003]当前，对层燃锅炉烧熄灭界限的最优控制研究与应用还比较少，其技术瓶颈在于如何自动检测并校准锅炉燃烧熄灭界限。该专利便致力于提供一套简洁、高效、准确的层燃锅炉监测系统成像校准装置，该装置是提供层燃锅炉熄灭界限自动控制，以及实现层燃锅炉整体燃烧优化的关键技术之一。
[0004]如果要在燃烧灭火界限实现自动化监测，需要使用摄像头进行实时观测。为了获得较宽的炉膛成像区域，一般选用广角镜头。但是广角镜头的弊端在于:存在一定程度的曲面成像变形，简称鱼眼效应。变形后的画面如果不经过校正将直接影响到熄灭点监测的精度。然而，目前普遍存在的鱼眼效应修成方式为:通过图像处理进行“软”修正。然而“软”修正算法不仅需要根据应用场合进行定制修改，而且修正后的图像准确性很难进行评估。鉴于“软”修正的诸多弊端，该专利便提供了一套“软” “硬”结合的校准方法。通过该专利提供的硬件校准机构，不仅应用通用性好，而且可以保证近乎100%的修正精度。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的主要技术问题是提供一种层燃锅炉熄灭点监测镜头的成像校准装置，能够有效避免广角镜头带来的鱼眼效应所造成的测量不精准的现象。实现对熄灭点的精确测量，同时，校准过程简单，计算量小。
[0006]为了解决上述的技术问题，本实用新型提供了一种层燃锅炉熄灭点监测镜头的成像校准装置，包括:传动杆以及连接在所述传动杆一端的扫描探头；所述传动杆由步进电机驱动，带动所述扫描探头旋转；所述扫描探头包括:
[0007]线状激光发生器，其每旋转一次就在炉排上形成一条垂直于炉壁的基准线，从而形成栅状的基准线组；步进电机归零时对应的基准线为零位基准线；
[0008]激光测距仪，其从A点发射激光至基准线上的任一点B，从而测得AB间的距离I1;将I1投影到炉壁面上得到12;再将12投影到炉排面上；
[0009]倾角传感器，其测量^与12之间的夹角α、I 2与其投影到炉排面上的投影轨迹线之间的夹角βO
[0010]在一较佳实施例中:所述步进电机与蜗轮蜗杆减速器连接。
[0011 ] 在一较佳实施例中:所述蜗轮蜗杆减速器根据不同的精度要求选定不同的蜗轮蜗杆减速比。
[0012]在一较佳实施例中:还包括支撑杆，所述支撑杆的一端与扫描探头连接。
[0013]在一较佳实施例中:所述支撑杆和传动杆可以根据炉膛内壁的厚度调节长度。
[0014]在一较佳实施例中:还包括温度传感器，所述温度传感器监测炉膛内的温度。
[0015]在一较佳实施例中:所述零位基准线为炉排末端的基准线。
[0016]相较于现有技术，本实用新型的技术方案具备以下有益效果:
[0017]1.通过线状激光发生器在炉排上形成栅线，同时使用激光测距仪和倾角发生器进行相关测量后，即可通过几何运算得出每条基准线与炉排末端基准线的距离。从而可以确定熄灭点的位置，不受鱼眼效应的影响。并且计算原理简单、计算量小。
[0018]2.步进电机上加装蜗轮蜗杆减速器，降低步进电机的转速，从而使得基准线的数量更多，相邻基准线之间的间距更小，测量结果更加准确。校准精度和蜗轮蜗杆减速器的减速比直接关联。可以根据不同应用需求，灵活选配该减速比。
[0019]3.将校准装置与摄像装置分开设置，降低了后续维护的成本。
[0020]4.支撑杆和传动杆的长度可以根据炉膛内壁的厚度调整，可以适用于不同尺寸的锅炉。
[0021]5.校准装置放置在新的锅炉里时，只需重新生成一次栅状坐标，得到每条基准线与炉排末端基准线的距离数据后，即可使用。可以广泛应用在各种锅炉里。
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型优选实施例中校准装置的结构图；
[0023]图2为本实用新型优选实施例中校准装置的剖视图；
[0024]图3为本实用新型优选实施例中校准装置的校准原理图。
【具体实施方式】
[0025]下文结合附图和【具体实施方式】，对本实用新型做进一步说明。
[0026]参考图1-2，一种层燃锅炉熄灭点监测镜头的成像校准装置，包括:传动杆I以及连接在所述传动杆I 一端的扫描探头2 ;所述传动杆I由步进电机3驱动，带动所述扫描探头2旋转；所述扫描探头2包括:
[0027]线状激光发生器21，其每旋转一次就在炉排上形成一条垂直于炉壁的基准线，从而形成栅状的基准线组，其中的基准线间距相同；并选步进电机3的角度归零时对应的基准线为零位基准线；
[0028]激光测距仪22，其从A点发射激光至基准线上的任一点B，从而测得AB间的距离11;将I i投影到炉壁面上得到12;再将12投影到炉排面上；
[0029]倾角传感器23，其测量^与I2之间的夹角α、12与其投影到炉排面上的投影轨迹线之间的夹角β。
[0030]进一步参考图3，上述校准装置的工作原理为:
[0031]线状激光发生器21跟随步进电机3旋转，每旋转一次就在炉排上形成一条垂直于炉壁的基准线，从而形成栅状的基准线组。激光测距仪22从A点发射激光至基准线上的任一点B，并测得AB间的距离11;将I i投影到炉壁面上得到12;再将I 2投影到炉排面上。倾角传感器23测量^与12之间的夹角α、12与其投影到炉排面上的投影轨迹线之间的夹角β。进而根据几何原理，即可得出该基准线与零位基准线的距离I3= sin a cos β I 10对每一条基准线重复上述步骤后，即可得到每条基准线与零位基准线的距离数据。
[0032]同时，摄像装置也在实时拍摄每一次炉膛内带有基准线的路炉排画面，并存储每一次画面中基准线与零位基准线间的距离数据。当完成所有基准线信息采集后，即可合成整个炉排面的栅状坐标，完成标定工作。在锅炉实际运行时，摄像装置将实时拍摄炉膛内的画面，当检测出火焰熄灭边缘线后，自动调用标定好的栅状坐标进行比对，确定熄灭点的位置。
[0033]本实施例还包括以下优选设计:
[0034]所述步进电机的转速为25000步/转。所述步进电机与蜗轮蜗杆减速器连接。蜗轮蜗杆减速器的减速比为1:20，也可以根据不同的精度要求选择合适的蜗轮蜗杆减速器的减速比，属于简单替换，不再赘述。这样使得步进电机每走一步带来的β角的变化更小，从而增加了基准线的数量，也使得基准线之间的距离变小。提高了测量精度。
[0035]本实施例中，所述校准装置还包括支撑杆4，所述支撑杆4的一端与扫描探头2连接。所述支撑杆4和传动杆I可以根据炉膛内壁的厚度调节长度。这样所述校准装置就可以适配不同尺寸的锅炉，具备了广泛适用性。
[0036]本实施例中，所述校准装置还包括温度传感器24，所述温度传感器24监测炉膛内的温度。当炉膛内温度过高时，可以及时将所述校准装置取出，避免校准装置因为高温工作而损坏。
[0037]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种层燃锅炉熄灭点监测视频系统的成像校准装置，其特征在于包括:传动杆以及连接在所述传动杆一端的扫描探头；所述传动杆由步进电机驱动，带动所述扫描探头旋转；所述扫描探头包括: 线状激光发生器，其每旋转一次就在炉排上形成一条垂直于炉壁的基准线，从而形成栅状的基准线组；步进电机归零时对应的基准线为零位基准线； 激光测距仪，其从A点发射激光至基准线上的任一点B，从而测得AB间的距离11 ;将11投影到炉壁面上得到12 ;再将12投影到炉排面上； 倾角传感器，其测量11与12之间的夹角α、12与其投影到炉排面上的投影轨迹线之间的夹角β O2.根据权利要求1所述的一种层燃锅炉熄灭点监测视频系统的成像校准装置，其特征在于:所述步进电机与蜗轮蜗杆减速器连接。3.根据权利要求2所述一种层燃锅炉熄灭点监测视频系统的成像校准装置，其特征在于:所述蜗轮蜗杆减速器根据不同的精度要求选定不同的蜗轮蜗杆减速比。4.根据权利要求1所述的一种层燃锅炉熄灭点监测视频系统的成像校准装置，其特征在于:还包括支撑杆，所述支撑杆的一端与扫描探头连接。5.根据权利要求4所述的一种层燃锅炉熄灭点监测视频系统的成像校准装置，其特征在于:所述支撑杆和传动杆可以根据实际情况调节长度。6.根据权利要求1所述的一种层燃锅炉熄灭点监测视频系统的成像校准装置，其特征在于:还包括温度传感器，所述温度传感器监测炉膛内的温度。7.根据权利要求1所述的一种层燃锅炉熄灭点监测视频系统的成像校准装置，其特征在于:所述基准线组中的基准线间距相同。
【专利摘要】本实用新型提供了一种层燃锅炉熄灭点监测视频系统的成像校准装置，包括：传动杆以及连接在所述传动杆一端的扫描探头；所述传动杆由步进电机驱动，带动所述扫描探头旋转；所述扫描探头中的线状激光发生器在炉排上形成一条垂直于炉壁的基准线，进而形成栅状的基准线组；步进电机归零时对应的基准线为零位基准线；激光测距仪从A点发射激光至基准线上的任一点B，从而测得AB间的距离l1；将l1投影到炉壁面上得到l2；再将l2投影到炉排面上；倾角传感器测量l1与l2之间的夹角α、l2与其投影到炉排面上的投影轨迹线之间的夹角β。即可通过几何运算得出每条基准线与炉排末端基准线的距离。
【IPC分类】H04N17/00, F23M11/04
【公开号】CN204929112
【申请号】CN201520151124
【发明人】吴卓, 褚丹雷
【申请人】厦门奥普拓自控科技有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年3月17日