一种蓄热式燃气加热系统的制作方法

文档序号:13906590阅读:237来源:国知局

本发明属于燃气加热技术领域,具体涉及一种蓄热式燃气加热系统。



背景技术:

目前使用的蓄热式加热炉主要由两种形式,一种是内置式,也就是蓄热室位于炉墙的下部,填置蓄热小球,使得加热炉的基础较深,建造维护均不方便;另一种是外置式,即蓄热室对称设置在炉体外侧。现有的外置式加热炉,蓄热室与炉体的燃烧室之间通过管道连接,管道内通有燃烧气体以及助燃气体,燃烧室内还需要设置有烧嘴,烧嘴的输入端与管道连通,用于点燃通过管道输送的燃烧气体。

随着人类对石油、煤、天然气等资源的无节制索取,能源危机变得越来越严峻,因此开发新能源和节约能源已经成为当今世界发展的主旋律。显而易见的是钢铁冶金行业是耗能的主要群体。其中耗能最多的当属冶炼加热炉,但如今加热炉的功率不高,不仅燃料利用率低,有很大一部分余热被浪费掉,而且产生大量污染环境的nox。因此,对加热炉的改革与创新是当今钢铁冶炼行业节能的重中之重。我国作为快速发展中国家,对能源需求愈来愈大,同时伴随着世界范围内能源供给的减少,高效合理地利用低热值燃料和进行废气的预热回收就显得十分重要,为此,发明一种蓄热式燃气加热系统,很有实际意义。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种蓄热式燃气加热系统,以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种蓄热式燃气加热系统,包括单片机,所述单片机与工作定时模块连接,所述工作定时模块用于蓄热式燃气炉的定时功能,所述单片机与燃气用量统计模块连接,所述燃气用量统计模块用于统计蓄热式燃气炉的燃气用量,所述燃气用量统计模块与语音提示模块连接,所述语音提示模块用于提示工作人员蓄热式燃气炉的燃气用量,所述单片机与烟雾传感器电性连接,所述烟雾传感器用于感知燃气炉工作环境的烟雾含量,所述烟雾传感器与蜂鸣报警器电性连接,所述蜂鸣报警器用于燃气炉发生火灾时进行报警,所述单片机与加热保护系统连接,所述加热保护系统用于对蓄热式燃气炉的保护,所述加热保护系统与换向阀模块连接,所述换向阀模块用于对整个换向阀起到保护作用,所述单片机与燃烧系统连接,所述燃烧系统用于提高燃气炉的加热效率,所述单片机与排烟系统连接,所述排烟系统用于燃气炉畅通排烟。

优选的,所述单片机的输入端通过无线通讯模块与远程监控终端的输出端信号连接。

优选的,所述远程监控终端设置为手机或电脑。

优选的,所述排烟系统包括空气换向模块和煤气换向模块。

优选的,所述燃烧系统包括陶瓷蜂窝体模块。

优选的,所述换向阀模块包括温度传感器。

优选的,所述单片机设置有信号检测模块,所述信号检测模块的信号检测方法包括:

第一步,将reived_v1或reived_v2中的射频或中频采样信号进行nfft点数的fft运算,然后求模运算,将其中的前nfft/2个点存入vectorf中,vectorf中保存了信号x2的幅度谱;

第二步,将分析带宽bs分为n块相等的block,n=3,4,.....,每一个block要进行运算的带宽为bs/n,设要分析带宽bs的最低频率为fl,这里fl=0,则块nblock,n=1...n,所对应的频率区间范围分别是[fl+(n-1)bs/n,fl+(n)bs/n],将vectorf中对应的频段的频率点分配给每个block,其中nblock分得的vectorf点范围是[sn,sn+kn],其中表示每段分得的频率点的个数,而表示的是起始点,fs是信号采样频率,round(*)表示四舍五入运算;

第三步,对每个block求其频谱的能量∑||2,得到e(n),n=1...n;

第四步,对向量e求平均值

第五步,求得向量e的方差和

第六步,更新标志位flag,flag=0,表示前一次检测结果为无信号,此种条件下,只有当σsum>k2时判定为当前检测到信号,flag变为1;当flag=1,表示前一次检测结果为有信号,此种条件下,只有当σsum<k1时判定为当前未检测到信号,flag变为0,k1和k2为门限值,由理论仿真配合经验值给出,k2>k1;

第七步,根据标志位控制后续解调线程等是否开启:flag=1,开启后续解调线程等,否则关闭后续解调线程。

优选的,所述单片机设置有数字调制信号识别模块,所述数字调制信号识别模块的数字调制信号识别方法包括:

接收信号y(t)可以表示为:

y(t)=x(t)+n(t)

其中,x(t)为数字调制信号,n(t)为服从标准sαs分布的脉冲噪声,针对mask和mpsk调制,x(t)的解析形式表示为:

其中,n为采样点数,an为发送的信息符号,在mask信号中,an=0,1,2,...,m-1,m为调制阶数,在mpsk信号中,an=ej2πε/m,ε=0,1,2,...,m-1,g(t)表示矩形成型脉冲,tb表示符号周期,fc表示载波频率,载波初始相位是在[0,2π]内均匀分布的随机数,针对mfsk调制,x(t)的解析形式表示为:

其中,fm为第m个载频的偏移量,若mfsk信号载频偏移为δf,则fm=-(m-1)δf,-(m-3)δf,...,(m-3)δf,(m-1)δf,载波初始相位是在[0,2π]内均匀分布的随机数;

除特殊情况外,alpha稳定分布的概率密度函数不存在封闭的表达式,因此一般用以下特征函数来描述其分布特性:

其中为符号函数,

α(0<α≤2)为特征指数,γ为分散系数,β为对称参数,ζ为位置参数;当ζ=0,β=0且γ=1时,该分布称为标准sαs分布;

数字调制信号x(t)的分数低阶模糊函数表示为:

其中,τ为时延偏移,f为多普勒频移,0<a,b<α/2,x*(t)表示x(t)的共轭;当x(t)为实信号时,x(t)<p>=|x(t)|<p>sgn(x(t));当x(t)为复信号时,[x(t)]<p>=|x(t)|p-1x*(t),该非线性运算只改变信号的幅度信息,保留其频率和相位信息,有效抑制脉冲噪声;

数字调制信号mask、mfsk、mpsk的分数低阶模糊函数的多普勒频移为零的切面可表示为:

其中,是宽度为tb-τ的门函数;

在mask信号中,an=0,1,2,...,m-1,不恒为1;在mfsk信号中,不恒为1,因此mask、mpsk和mfsk的分数低阶模糊函数的多普勒频移为零的切面轮廓不同;对于2ask信号,an=0,1;对于4ask信号,an=0,1,2,3,两者不同,因此分数低阶模糊函数的多普勒频移为零的切面轮廓也不同;对于2fsk信号,fm=-δf,δf;对于4fsk信号,fm=-3δf,-δf,δf,3δf,两者不同,因此分数低阶模糊函数的多普勒频移为零的切面轮廓也不同;

由于2ask、4ask、2fsk、4fsk、bpsk信号的分数低阶模糊函数的多普勒频移为零的切面的轮廓形状不同,因此可将其形状特征作为信号识别的特征向量;

将分数低阶模糊函数的多普勒频移为零的切面转化为二维图像并设置小于切面最大值的像素点(s,z)的像素值为(θ,ξ,λ),(θ,ξ,λ≠255),其中θ、ξ和λ分别为图像红、绿、蓝三原色的值,使图像成为具有颜色的彩色图像。

本发明的技术效果和优点:该蓄热式燃气加热系统,单片机的输入端通过无线通讯模块与远程监控终端的输出端信号连接,远程监控终端设置为手机或电脑,工作人员可以实现对燃气炉的远程操作,智能化程度较高,工作定时模块用于蓄热式燃气炉的定时功能,单片机与燃气用量统计模块连接,燃气用量统计模块用于统计蓄热式燃气炉的燃气用量,如果出现燃气剩余量较低时,将会通过语音提示模块进行智能提醒,排烟系统包括空气换向模块和煤气换向模块,可以防止发生煤气爆炸事故发生,大大地提高了其安全性能,燃烧系统包括陶瓷蜂窝体模块,充分利用烟气余热,节约燃料,有利于低热值燃料的利用,换向阀模块包括温度传感器,能有效地对整个换向阀起到保护作用,该发明设计科学合理、工作人员可以实现对燃气炉的远程操作、智能化程度较高、可以防止发生煤气爆炸事故发生、安全性能较高、充分利用烟气余热,节约燃料,环境污染少等优势,值得大力推广。

附图说明

图1为本发明的蓄热式燃气加热系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

本发明提供了如图1所示的一种蓄热式燃气加热系统,包括单片机,所述单片机与工作定时模块连接,所述工作定时模块用于蓄热式燃气炉的定时功能,所述单片机与燃气用量统计模块连接,所述燃气用量统计模块用于统计蓄热式燃气炉的燃气用量,所述燃气用量统计模块与语音提示模块连接,所述语音提示模块用于提示工作人员蓄热式燃气炉的燃气用量,所述单片机与烟雾传感器电性连接,所述烟雾传感器用于感知燃气炉工作环境的烟雾含量,所述烟雾传感器与蜂鸣报警器电性连接,所述蜂鸣报警器用于燃气炉发生火灾时进行报警,所述单片机与加热保护系统连接,所述加热保护系统用于对蓄热式燃气炉的保护,所述加热保护系统与换向阀模块连接,所述换向阀模块用于对整个换向阀起到保护作用,所述单片机与燃烧系统连接,所述燃烧系统用于提高燃气炉的加热效率,所述单片机与排烟系统连接,所述排烟系统用于燃气炉畅通排烟,所述单片机的输入端通过无线通讯模块与远程监控终端的输出端信号连接,所述远程监控终端设置为手机或电脑,所述排烟系统包括空气换向模块和煤气换向模块,所述燃烧系统包括陶瓷蜂窝体模块,所述换向阀模块包括温度传感器。

优选的,所述单片机设置有信号检测模块,所述信号检测模块的信号检测方法包括:

第一步,将reived_v1或reived_v2中的射频或中频采样信号进行nfft点数的fft运算,然后求模运算,将其中的前nfft/2个点存入vectorf中,vectorf中保存了信号x2的幅度谱;

第二步,将分析带宽bs分为n块相等的block,n=3,4,.....,每一个block要进行运算的带宽为bs/n,设要分析带宽bs的最低频率为fl,这里fl=0,则块nblock,n=1...n,所对应的频率区间范围分别是[fl+(n-1)bs/n,fl+(n)bs/n],将vectorf中对应的频段的频率点分配给每个block,其中nblock分得的vectorf点范围是[sn,sn+kn],其中表示每段分得的频率点的个数,而表示的是起始点,fs是信号采样频率,round(*)表示四舍五入运算;

第三步,对每个block求其频谱的能量∑||2,得到e(n),n=1...n;

第四步,对向量e求平均值

第五步,求得向量e的方差和

第六步,更新标志位flag,flag=0,表示前一次检测结果为无信号,此种条件下,只有当σsum>k2时判定为当前检测到信号,flag变为1;当flag=1,表示前一次检测结果为有信号,此种条件下,只有当σsum<k1时判定为当前未检测到信号,flag变为0,k1和k2为门限值,由理论仿真配合经验值给出,k2>k1;

第七步,根据标志位控制后续解调线程等是否开启:flag=1,开启后续解调线程等,否则关闭后续解调线程。

优选的,所述单片机设置有数字调制信号识别模块,所述数字调制信号识别模块的数字调制信号识别方法包括:

接收信号y(t)可以表示为:

y(t)=x(t)+n(t)

其中,x(t)为数字调制信号,n(t)为服从标准sαs分布的脉冲噪声,针对mask和mpsk调制,x(t)的解析形式表示为:

其中,n为采样点数,an为发送的信息符号,在mask信号中,an=0,1,2,...,m-1,m为调制阶数,在mpsk信号中,an=ej2πε/m,ε=0,1,2,...,m-1,g(t)表示矩形成型脉冲,tb表示符号周期,fc表示载波频率,载波初始相位是在[0,2π]内均匀分布的随机数,针对mfsk调制,x(t)的解析形式表示为:

其中,fm为第m个载频的偏移量,若mfsk信号载频偏移为δf,则fm=-(m-1)δf,-(m-3)δf,...,(m-3)δf,(m-1)δf,载波初始相位是在[0,2π]内均匀分布的随机数;

除特殊情况外,alpha稳定分布的概率密度函数不存在封闭的表达式,因此一般用以下特征函数来描述其分布特性:

其中为符号函数,

α(0<α≤2)为特征指数,γ为分散系数,β为对称参数,ζ为位置参数;当ζ=0,β=0且γ=1时,该分布称为标准sαs分布;

数字调制信号x(t)的分数低阶模糊函数表示为:

其中,τ为时延偏移,f为多普勒频移,0<a,b<α/2,x*(t)表示x(t)的共轭;当x(t)为实信号时,x(t)<p>=|x(t)|<p>sgn(x(t));当x(t)为复信号时,[x(t)]<p>=|x(t)|p-1x*(t),该非线性运算只改变信号的幅度信息,保留其频率和相位信息,有效抑制脉冲噪声;

数字调制信号mask、mfsk、mpsk的分数低阶模糊函数的多普勒频移为零的切面可表示为:

其中,是宽度为tb-τ的门函数;

在mask信号中,an=0,1,2,...,m-1,不恒为1;在mfsk信号中,不恒为1,因此mask、mpsk和mfsk的分数低阶模糊函数的多普勒频移为零的切面轮廓不同;对于2ask信号,an=0,1;对于4ask信号,an=0,1,2,3,两者不同,因此分数低阶模糊函数的多普勒频移为零的切面轮廓也不同;对于2fsk信号,fm=-δf,δf;对于4fsk信号,fm=-3δf,-δf,δf,3δf,两者不同,因此分数低阶模糊函数的多普勒频移为零的切面轮廓也不同;

由于2ask、4ask、2fsk、4fsk、bpsk信号的分数低阶模糊函数的多普勒频移为零的切面的轮廓形状不同,因此可将其形状特征作为信号识别的特征向量;

将分数低阶模糊函数的多普勒频移为零的切面转化为二维图像并设置小于切面最大值的像素点(s,z)的像素值为(θ,ξ,λ),(θ,ξ,λ≠255),其中θ、ξ和λ分别为图像红、绿、蓝三原色的值,使图像成为具有颜色的彩色图像。

工作原理:单片机的输入端通过无线通讯模块与远程监控终端的输出端信号连接,远程监控终端设置为手机或电脑,工作人员可以实现对燃气炉的远程操作,智能化程度较高,工作定时模块用于蓄热式燃气炉的定时功能,单片机与燃气用量统计模块连接,燃气用量统计模块用于统计蓄热式燃气炉的燃气用量,如果出现燃气剩余量较低时,将会通过语音提示模块进行智能提醒,排烟系统包括空气换向模块和煤气换向模块,可以防止发生煤气爆炸事故发生,大大地提高了其安全性能,燃烧系统包括陶瓷蜂窝体模块,充分利用烟气余热,节约燃料,有利于低热值燃料的利用,换向阀模块包括温度传感器,能有效地对整个换向阀起到保护作用,烟雾传感器感知烟雾信号后,会把火灾信号传递给蜂鸣报警器进行报警,安全性能好,该发明设计科学合理、工作人员可以实现对燃气炉的远程操作、智能化程度较高、可以防止发生煤气爆炸事故发生、安全性能较高、充分利用烟气余热,节约燃料,环境污染少等优势,值得大力推广。

最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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