专利名称：多特征频点数字扫描火焰检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种嵌入信号处理算法，在多种燃料、多种运行工况下检测大型 电站锅炉目标火焰燃烧状况的火焰检测装置，属于信号处理测量技术领域。
背景技术：
现在大型电站锅炉燃烧器的数量都在20个以上，每个燃烧器燃料的燃烧过程都 需要密切跟踪。火焰检测装置监视燃烧器的燃料燃烧状况，辨别火焰的出现和消失。锅炉运行的安全性和稳定性极大依赖于火焰检测装置区分就地燃烧器火焰和背 景火焰的能力，在就地燃烧器火焰消失但却没有正确检测的情况下，给煤设备可能向锅炉 内持续送入过多的燃料，引起“爆燃”等恶性安全事故。锅炉内燃料燃烧时，着火阶段存在着较强的光能辐射闪烁，火焰中交流部分的能 量很大，因此，在运的大多数火焰检测器都提取并分板此部分信号，其中先进的技术是对 信号进行单频点检测。但由于大型锅炉有多层火焰在燃烧，每层又有多个燃烧点，因此单频点检测面对 这种复杂的运行工况适应能力较差，在实际应用中，火焰检测器对背景火焰和就地燃烧器 火焰的识别效果并不理想，不能准确监视燃烧器火焰的燃烧状况；同时，现场安装的灵活性 较差，对调试过程要求比较严格，也影响了检测、判断的准确性。
发明内容为了克服上述火焰检测器的缺点，本实用新型的目的是提供一种同时监测过个 火焰燃烧特征频点，通过数字扫描方式分析各频点监测结果综合判断燃烧状况的火焰检测 装置，有效分辨就地燃烧器火焰和背景火焰。此外，用户可自定义多个工况文件，以适应锅 炉复杂、多变的运行工况。燃烧理论和实验结果都表明，火焰信号交流分量中的每一个频点都有其自身的幅 度，这些频点与背景火焰信号之间幅度差异的组合就是就地燃烧器火焰信号的特征频点组。根据以上原理，本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的本实用新型的 多特征频点数字扫描火焰检测装置，包括外壳，在外壳内的中间设置线路板，其特征是在 线路板上设有多特征频点数字扫描火焰检测装置的电路，所述的多特征频点数字扫描火焰 检测装置的电路包括光电转换器与可编程运算放大器连接，可编程运算放大器与抗混频滤 波器连接，抗混频滤波器与A/D转换器连接，内嵌信号处理器的MCU分别与可编程运算放大 器、A/D转换器、存储器、液晶显示器、键盘、D/A转换器、继电器、串行通讯芯片连接，D/A转 换器、继电器和串行通讯芯片均与航空插座连接，光电转换器设置在外壳的前端，液晶显示 器、键盘和航空插座均设置在外壳的后端。所述内嵌信号处理器的MCU中嵌入多特征频点选择的范围是20 240Hz，并且带
宽可调。[0010]本实用新型的多特征频点数字扫描火焰检测装置与现有技术相比，采用多特征频 点检测，符合燃料燃烧的实际状况；采用数字扫描频点组合综合分析火焰信号，提高检测的 准确性和有效性；内存储多个用户可以自定义的工况文件，对锅炉运行的各种工况都有灵 活的适应性。面对锅炉复杂的运行工况，区分就地燃烧器火焰和背景火焰的效果十分理想， 同时，它还能对燃烧的稳定性作出诊断，从而对被监测燃烧器燃料的燃烧状况作出正确评 价，为锅炉燃烧的调整提供可信依据。尤其，对于大型锅炉，本实用新型提供了准确的火焰 检测手段，有力保障了锅炉的安全稳定运行。
图1是本实用新型多特征频点数字扫描火焰检测装置结构剖视示意图。图2是图1中A-A向示意图。图3是本实用新型多特征频点数字扫描火焰检测装置的电路原理框图。图4是实用新型多特征频点数字扫描火焰检测装置MCU软件功能框图。图中1外壳，2光电转换器，3线路板、4液晶显示器，5键盘，6航空插座，7可编程 运算放大器，8抗混频滤波器，9A/D转换器，10存储器，11内嵌信号处理器的MCU，12D/A转 换器，13继电器，14串行通讯芯片。
具体实施方式
下面利用附图和实施例对本实用新型作进一步描述。参照图1-3，本实用新型的多特征频点数字扫描火焰检测装置，具有外壳1，在外 壳1内的中间设置线路板3，在线路板3上设有多特征频点数字扫描火焰检测装置的电路， 多特征频点数字扫描火焰检测装置的电路包括光电转换器2与可编程运算放大器7连接， 可编程运算放大器7与抗混频滤波器8连接，抗混频滤波器8与A/D转换器9连接，内嵌信 号处理器的MCUll分别与可编程运算放大器7、A/D转换器9、存储器10、液晶显示器4、键 盘5、D/A转换器12、继电器13、串行通讯芯片14连接，D/A转换器12、继电器13和串行通 讯芯片14均与航空插座6连接，光电转换器2设置在外壳1的前端，液晶显示器4、键盘5 和航空插座6均设置在外壳1的后端。参照图3和4，锅炉炉膛内的火焰光信号由光电转换器2转换成电信号，可编程运 算放大器7的放大倍数保存在存储器10中，MCUll读取此数据并调整可编程运算放大器7 将电信号放大到合适的幅值，通过抗混混叠波器8的低通滤波，去除高频成分，经A/D转换 器9转换成数字信号送至内嵌信号处理器的MCU 11，内嵌信号处理器的MCU 11在上电初始 化时，首先从存储器10中读取可编程运算放大器7的设置值和用户自定义的工况文件，同 时实时监视键盘5和与航空插座6连接的串行通讯芯片14，最终确定适合于当前锅炉运行 的工况文件，然后从存储器10中调入此工况文件所对应的特征频点组合，即多特征频点， 通过数字扫描方式对特征频点组合进行检测扫描，并对各频点的检测数据综合、加权，产生 剔除背景火焰的就地燃烧器火焰信号，并由D/A转换器12转换成4 20mA模拟量信号，连 接至航空插座6中的相应接点，同时，上述就地燃烧器火焰信号与存储器10中保存的无火 阈值比较，并延时存储器10中保存的预设延时时间后，动作继电器13，产生开关量输出，连 接至航空插座6中的相应接点，液晶显示器4与内嵌信号处理器的MCU 11连接，显示各种
4运行状态和参数。在本实施实例中，光电转换器2采用适用于燃煤、燃油火焰的近红外光电 转换器，液晶显示器4采用128X64点阵液晶显示器，航空插座6采用14芯航空插座。所述内嵌信号处理器的MCU 11装入多特征频点选择以及数字扫描算法。所述内 嵌信号处理器的MCU中嵌入多特征频点选择的范围是20 240Hz，并且带宽可调。所述光 电转换器2可更换以适用于燃煤、燃油、燃气等多种燃料。所述存储器10内存储多个用户 可以自定义的工况文件，可以适用于锅炉的各种运行工况。实际使用效果表明，与现有技术相比，本实用新型多特征频点数字扫描火焰检测 装置可以准确区分就地燃烧器火焰和背景火焰，实用性、灵活性和可靠性都有很大提高。
权利要求1 一种多特征频点数字扫描火焰检测装置，包括外壳，在外壳内的中间设置线路板，其 特征是在线路板上设有多特征频点数字扫描火焰检测装置的电路，所述的多特征频点数 字扫描火焰检测装置的电路包括光电转换器与可编程运算放大器连接，可编程运算放大器 与抗混频滤波器连接，抗混频滤波器与A/D转换器连接，内嵌信号处理器的MCU分别与可编 程运算放大器、A/D转换器、存储器、液晶显示器、键盘、D/A转换器、继电器、串行通讯芯片 连接；D/A转换器、继电器和串行通讯芯片均与航空插座连接；光电转换器设置在外壳的前 端，液晶显示器、键盘和航空插座均设置在外壳的后端。
2.根据权利要求1所述的多特征频点数字扫描火焰检测装置，其特征是所述内嵌信 号处理器的MCU中嵌入多特征频点选择的范围是20 MOHz，并且带宽可调。
专利摘要本实用新型是一种多特征频点数字扫描火焰检测装置，具有外壳，在外壳内的中间设置线路板，其特点是在线路板上设置的多特征频点数字扫描火焰检测装置的电路包括光电转换器与可编程运算放大器连接，可编程运算放大器与抗混频滤波器连接，抗混频滤波器与A/D转换器连接，内嵌信号处理器的MCU分别与可编程运算放大器、A/D转换器、存储器、液晶显示器、键盘、D/A转换器、继电器、串行通讯芯片连接；D/A转换器、继电器和串行通讯芯片均与航空插座连接；光电转换器设置在外壳的前端，液晶显示器、键盘和航空插座均设置在外壳的后端。能够准确区分就地燃烧器火焰和背景火焰，实用性、灵活性和可靠性都有很大提高。
文档编号F23M11/04GK201876309SQ201020162340
公开日2011年6月22日 申请日期2010年4月19日 优先权日2010年4月19日
发明者匡德刚, 崔松海, 邱立科, 马志翔 申请人:吉林市瑞德电力技术开发有限公司