一种动态火焰检测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种动态火焰检测系统，属于锅炉燃烧火检领域，包括探头、放大器、滤波电路、模数转换器、MCU，MCU输出端经光耦单元输出到控制装置和显示装置。该系统对火焰信号采集精度高于现有设备，现场调试更加方便，可分析紫外、红外、可见光，基于485通讯系统实现一体化管理，增加了管理控制和监视的效率。
【专利说明】一种动态火焰检测系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工业领域锅炉燃烧的火检装置，具体地说涉及一种动态火焰检测系统。
【背景技术】
[0002]燃煤锅炉中煤粉火焰大约可以分为四个阶段:从一次风口喷出的第一段是一股暗色的煤粉与一次热风的混合物流，此段又称黑龙区；第二段是初始燃烧区，煤粉因受到炉膛高温气流和火焰回流的加热开始燃烧，大量煤粉颗粒爆燃形成亮点流，此段的亮度不是最大，但亮度的变化频率达到最大值；第三段为完全燃烧区，各个煤粉颗粒在与二次风的充分混合下完全燃烧，产生出很大热量，此段的火焰亮度最高且稳定；第四段为燃尽区，这时的煤粉绝大部分燃烧完毕形成飞灰，少数较大的颗粒继续进行燃烧，最后形成高温炉气流，其亮度及亮度的变化频率较低。
[0003]火焰检测，是根据火焰燃烧时产生的闪烁波动和燃烧时发出光亮强度特性原理而设计的。根据火焰的波长，分为紫外线火检、红外线火检、可见光火检等。火检的原理是利用光敏元件扫描并识别火焰产生的脉冲率辨别火焰是否存在，将火焰信号转换为频率信号和强度信号，频率信号代表火焰的闪动；强度信号代表火焰的亮度。不同燃料在通过燃烧器进入锅炉中燃烧时，都有自己闪烁的频率宽带。
[0004]现有设备的测量传感器单一，现场调试不方便，占用场地，测量精度不高。
实用新型内容
[0005]发明目的:为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种方便维护、检测信号范围宽的动态火焰检测系统。
[0006]技术方案:为实现上述目的，本实用新型的一种动态火焰检测系统包括探头、放大器、滤波电路、模数转换器、MCU，MCU输出端经光耦单元输出到控制装置和显示装置。
[0007]该火焰检测系统就是利用第二段初始燃烧区的闪烁频率和辐射能量来判断检测火焰的；通过探头处采集直流信号、交流信号、频率信号，经滤波调整后通过数模转换器进行转换，通过傅里叶变换获得基于时域的数据，一组数据被计算后包括直流信号分量，交流信号分量和频率信号分量。
[0008]滤波电路采用常规的二阶低通滤波电路，由两个一阶低通滤波电路级联而成，该滤波电路低通截止频率200Hz。
[0009]所述探头对光的感应频谱为19(Γ3000ΝΝ，可分析紫外、红外、可见光。
[0010]所述放大器包括与MCU实现通信连接以将对系统组件自动检测的结果反馈并显示的自检单元。自检单元的作用是时时检测监控仪表的各个部分是否工作正常，发现异常就报警。自检单元主要由ΝΕ555组成，它是定时电路，由它产生一个1.5秒的脉冲，来控制主线路，使主线路信号归零，同时通知单片机自检时间到，进行自检处理。
[0011]本实用新型利用分析火焰特征信号(包括火焰强度信号和火焰频率信号)，判断有火或无火。所述MCU包括用于将转换后的火焰强度和火焰频率信号与其对应的阈值进行比较判断并输出数字信号的逻辑单元。逻辑单元通过将采集得的幅值M与调取得输出阈值N进行对比，如果都大于设定阈值，输出有火开关量，并返回数据采集；如果小于设定值，输出无火开关量，并返回数据采集。
[0012]所述MCU包括用于防止因燃烧瞬间导致陡坡输出的延时单元。从有火到无火变化时，有火信号延时2.5秒，如果在2.5秒里有火信号条件又满足，则清除无火标志。不发无火线号。
[0013]该系统基于485通讯接口将控制装置和显示装置与总线实现数据传输。由于现有的表都是分体的，不方便控制和维护，基于485通讯系统，可将所有的表连接到集控室，方便对每个表进行监视和控制。
[0014]利用本实用新型所述的火焰检测系统对火焰信号采集精度高于现有设备，现场调试更加方便，可分析紫外、红外、可见光，基于485通讯系统实现一体化管理，增加了管理控制和监视的效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型的系统结构示意图；
[0016]图2是本实用新型滤波电路的电路图；
[0017]图3是本实用新型自检单元的电路图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。
[0019]结合图1、图2、图3所示，本实用新型包括探头、放大器、滤波电路、模数转换器、MCU, MCU输出端经光耦单元输出到控制装置和显示装置。
[0020]该火焰检测系统就是利用第二段初始燃烧区的闪烁频率和辐射能量来判断检测火焰的；通过探头处采集直流信号、交流信号、频率信号，经滤波调整后通过数模转换器进行转换，通过傅里叶变换获得基于时域的数据，一组数据被计算后包括直流信号分量，交流信号分量和频率信号分量。
[0021]滤波电路采用常规的二阶低通滤波电路，由两个一阶低通滤波电路级联而成，该滤波电路低通截止频率200Hz。
[0022]探头对光的感应频谱为19(Γ3000ΝΝ，可分析紫外、红外、可见光。
[0023]放大器包括与MCU实现通信连接以将对系统组件自动检测的结果反馈并显示的自检单元。自检单元的作用是时时检测监控仪表的各个部分是否工作正常，发现异常就报警。自检单元主要由ΝΕ555组成，它是定时电路，由它产生一个1.5秒的脉冲，来控制主线路，使主线路信号归零，同时通知单片机自检时间到，进行自检处理。
[0024]本实用新型利用分析火焰特征信号(包括火焰强度信号和火焰频率信号)，判断有火或无火。MCU包括用于将转换后的火焰强度和火焰频率信号与其对应的阈值进行比较判断并输出数字信号的逻辑单元。逻辑单元通过将采集得的幅值M与调取得输出阈值N进行对比，如果都大于设定阈值，输出有火开关量，并返回数据采集；如果小于设定值，输出无火开关量，并返回数据采集。
[0025]MCU包括用于防止因燃烧瞬间导致陡坡输出的延时单元。从有火到无火变化时，有火信号延时2.5秒，如果在2.5秒里有火信号条件又满足，则清除无火标志。不发无火线号。
[0026]该系统基于485通讯接口将控制装置和显示装置与总线实现数据传输。由于现有的表都是分体的，不方便控制和维护，基于485通讯系统，可将所有的表连接到集控室，方便对每个表进行监视和控制。
[0027]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出:对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种动态火焰检测系统，其特征在于:包括探头、放大器、滤波电路、模数转换器、以及MCU，所述MCU输出端经光耦单元输出到控制装置和显示装置。
2.根据权利要求1所述的一种动态火焰检测系统，其特征在于:该系统基于485通讯接口将控制装置和显示装置与总线实现数据传输。
3.根据权利要求1所述的一种动态火焰检测系统，其特征在于:所述放大器包括与MCU实现通信连接以将对系统组件自动检测的结果反馈并显示的自检单元。
4.根据权利要求1所述的一种动态火焰检测系统，其特征在于:所述探头对光的感应频谱为190?3000ΝΝ。
5.根据权利要求1所述的一种动态火焰检测系统，其特征在于:所述滤波电路为二阶低通滤波电路。
【文档编号】F23M11/04GK204006096SQ201420316338
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年6月13日 优先权日:2014年6月13日
【发明者】朱永波, 束增武, 陈运动 申请人:南京万和测控仪表有限公司