專(zhuān)利名稱(chēng)：雙通道智能火焰檢測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種通過(guò)光電傳感器探測(cè)火焰，將燃燒火焰光強(qiáng)度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，觀測(cè)鍋爐中燃燒狀況的火焰檢測(cè)器，屬于火焰信號(hào)分析處理非接觸測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于不同種類(lèi)的燃料燃燒時(shí)的火焰特征頻率不同，每種頻率下火焰的強(qiáng)度也不一樣，因此準(zhǔn)確檢測(cè)、控制燃料燃燒時(shí)的火焰狀況很不容易。尤其在大型鍋爐中，燃料燃燒時(shí)的火焰狀況更加復(fù)雜。然而，目前觀測(cè)鍋爐中燃燒狀況的火焰檢測(cè)器比較簡(jiǎn)單。檢測(cè)器觀測(cè)燃燒火焰狀況時(shí)，主要通過(guò)檢測(cè)器中的光電傳感器將接受到的燃燒火焰光強(qiáng)度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，簡(jiǎn)單處理比較后，判別火焰有無(wú)以及燃燒狀況。這樣測(cè)量，既忽略了火焰信號(hào)的頻率特征，又可能對(duì)火焰信號(hào)處理不恰當(dāng)，難以準(zhǔn)確檢測(cè)火焰狀況。特別，在有多個(gè)燃燒器的大型鍋爐控制系統(tǒng)中，由于有多層火焰，同一層又有多個(gè)燃燒點(diǎn)，就很容易引起火焰檢測(cè)判斷錯(cuò)誤而引起控制誤動(dòng)作。因此，為了進(jìn)一步提高火焰的區(qū)分度和檢測(cè)可靠性，本實(shí)用新型通過(guò)改進(jìn)，研制提供了一種雙通道智能火焰檢測(cè)器。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于對(duì)有效頻率段內(nèi)火焰光強(qiáng)信號(hào)進(jìn)行采集分析，并對(duì)火焰相對(duì)頻率進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)設(shè)定頻率范圍及強(qiáng)度門(mén)檻閾值對(duì)各種頻率的火焰光強(qiáng)信號(hào)進(jìn)行區(qū)分，從而提高監(jiān)視燃燒火焰的準(zhǔn)確性和可靠性，提供一種有效判斷火焰信號(hào)有無(wú)以及強(qiáng)度大小的雙通道檢測(cè)裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下方案本實(shí)用新型雙通道智能火焰檢測(cè)器主要采用通用計(jì)算機(jī)和專(zhuān)用軟件對(duì)火焰特征頻率及強(qiáng)度門(mén)檻閾值進(jìn)行預(yù)設(shè)定，并對(duì)一定光譜范圍的火焰信號(hào)強(qiáng)度及頻率進(jìn)行采樣，分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)多燃燒器爐中的火焰強(qiáng)度信號(hào)做出準(zhǔn)確判斷。檢測(cè)器中，兩個(gè)光電傳感器通過(guò)四芯電纜與雙通道火焰檢測(cè)器主板相連接。雙通道火焰檢測(cè)器主板包括強(qiáng)度處理回路、頻率處理回路、自檢回路及微處理單元。其中，強(qiáng)度處理回路由一級(jí)前置放大器、可編程有源濾波IC集成電路、二級(jí)可編程放大器、全波整流電路及模數(shù)轉(zhuǎn)換器組成；頻率處理回路由史密特觸發(fā)器及頻率/電壓轉(zhuǎn)換器組成。本實(shí)用新型智能火焰檢測(cè)器放大器線路板包含兩個(gè)對(duì)稱(chēng)通道，每塊放大器線路板可帶兩個(gè)光電傳感器。檢測(cè)器采用插卡式結(jié)構(gòu)，以便于安裝維修。檢測(cè)器使用時(shí)，可對(duì)一定光譜范圍的火焰信號(hào)強(qiáng)度和頻率進(jìn)行采樣，并通過(guò)軟件對(duì)兩者設(shè)置門(mén)檻閾值，實(shí)現(xiàn)對(duì)多燃燒器爐中的火焰強(qiáng)度信號(hào)準(zhǔn)確判斷，從而避免其它燃燒器火焰光信號(hào)干擾，準(zhǔn)確判斷有無(wú)火焰以及燃燒狀況。
本實(shí)用新型雙通道智能火焰檢測(cè)器的優(yōu)點(diǎn)是，采用通用計(jì)算機(jī)和專(zhuān)用軟件對(duì)火焰參數(shù)進(jìn)行預(yù)設(shè)定，并對(duì)一定光譜范圍的火焰信號(hào)強(qiáng)度及頻率兩個(gè)特征參量進(jìn)行采樣分析，由軟件對(duì)兩者設(shè)置門(mén)檻閾值，準(zhǔn)確判斷多燃燒器爐中的火焰強(qiáng)度信號(hào)。從而較好地解決了多燃燒器爐中的誤探測(cè)問(wèn)題，是一種比較先進(jìn)的智能火焰檢測(cè)器。


圖1是本實(shí)用新型雙通道智能火焰檢測(cè)器電路板。其中，1-火焰檢測(cè)器主板。
圖2是本實(shí)用新型雙通道智能火焰檢測(cè)器結(jié)構(gòu)框圖。其中，2-開(kāi)關(guān)電源，3-金手指卡式接線端，4-接線臺(tái)，5-通訊接口，6-光電傳感器一，7-計(jì)算機(jī)，8-光電傳感器二。
圖3是本實(shí)用新型雙通道智能火焰檢測(cè)器檢測(cè)主板電路框圖。其中，9、15-前置放大電路，10、16-可編程有源濾波器件，11、17-數(shù)字運(yùn)放電路，12、18-整流電路，13、19-史密特觸發(fā)器，14、20-頻率/電壓(V/F)轉(zhuǎn)換電路，21-八通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器，22-微處理器，23-繼電器，24-指示燈，25、27-數(shù)模轉(zhuǎn)換器，26、28-電壓/電流轉(zhuǎn)換電路，29-多諧振蕩器。
圖4是本實(shí)用新型雙通道智能火焰檢測(cè)器電路原理圖(一)。
圖5是本實(shí)用新型雙通道智能火焰檢測(cè)器電路原理圖(二)。
圖6是本實(shí)用新型雙通道智能火焰檢測(cè)器電路原理圖(三)。
圖7是本實(shí)用新型雙通道智能火焰檢測(cè)器電路原理圖(四)。
圖8是本實(shí)用新型雙通道智能火焰檢測(cè)器電路原理圖(五)。
實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型雙通道智能火焰檢測(cè)器的實(shí)施例本實(shí)用新型雙通道智能火焰檢測(cè)器實(shí)施按結(jié)構(gòu)框圖連接。其中，火焰檢測(cè)器開(kāi)關(guān)電源2通過(guò)金手指卡式接線端3與火焰檢測(cè)器主板1相連。光電傳感器6、8通過(guò)四芯電纜與火焰檢測(cè)器主板1的接線臺(tái)4相連。安裝了專(zhuān)用軟件的通用計(jì)算機(jī)7通過(guò)串行電纜與火焰檢測(cè)器主板1的通訊接口5相連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制參數(shù)的調(diào)整。本實(shí)用新型智能火焰檢測(cè)器電路工作時(shí)，由于通?；鹧婀鈴?qiáng)度信號(hào)是不規(guī)則的類(lèi)似正弦信號(hào)，特征頻率范圍為20-300赫茲(Hz)，且因燃料類(lèi)型不同，火焰強(qiáng)度與燃料燃燒狀況有關(guān)。本實(shí)用新型雙通道智能火焰檢測(cè)器通過(guò)前置放大電路9、15對(duì)光電傳感器6、8的光強(qiáng)電信號(hào)進(jìn)行放大(增益手動(dòng)調(diào)整)，經(jīng)過(guò)可編程有源濾波器10、16濾除特征頻率以外的強(qiáng)度信號(hào)，然后運(yùn)算放大電路11、17對(duì)信號(hào)進(jìn)行增益調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同火焰狀況，通過(guò)整流電路12、18將交流信號(hào)變換為直流信號(hào)，由模數(shù)轉(zhuǎn)換器21將該信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字量送給微處理器22，每50毫秒(mS)采樣一次，每回采一百次，經(jīng)數(shù)字濾波后求取平均值，以此得到火焰強(qiáng)度值。其中可編程有源濾波器10、16的品質(zhì)因數(shù)Q和角頻率Fc由軟件調(diào)整。火焰強(qiáng)度值經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器25、27轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，再由電壓/電流轉(zhuǎn)換器26、28輸出4-20毫安電流信號(hào)。同時(shí)，檢測(cè)器中的另一條支路進(jìn)行探測(cè)頻率處理。具體處理過(guò)程如下來(lái)自可編程有源濾波器10、16輸出的信號(hào)經(jīng)史密特觸發(fā)器13、19將其變?yōu)橹绷髅}沖信號(hào)，由頻率/電壓(F/V)轉(zhuǎn)換電路14、20實(shí)現(xiàn)頻率到電壓信號(hào)的轉(zhuǎn)換，再送給模數(shù)轉(zhuǎn)換器21將其轉(zhuǎn)化成數(shù)字量輸入微處理器22進(jìn)行處理。此外，由軟件設(shè)定頻率門(mén)檻閾值和強(qiáng)度門(mén)檻閾值的上、下限，以及設(shè)定的頻率、強(qiáng)度在滿(mǎn)足一定條件下，使信號(hào)輸出有火或無(wú)火。例如，頻率、強(qiáng)度同時(shí)或有一個(gè)滿(mǎn)足設(shè)定值時(shí)才輸出有火。確定繼電器23及指示燈24信號(hào)輸出，及火焰強(qiáng)度信號(hào)輸出。其中，多諧振蕩器29為兩個(gè)可編程有源濾波器10、16提供時(shí)鐘源。當(dāng)系統(tǒng)處于有火狀態(tài)時(shí)，微處理器22每?jī)煞昼妼⒐┙o光電傳感器的50伏偏置電源切斷，并通過(guò)檢測(cè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器21的強(qiáng)度值及頻率值的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)是否處于故障狀態(tài)，避免誤報(bào)有火。本實(shí)用新型雙通道智能火焰檢測(cè)器在通過(guò)對(duì)火焰信號(hào)兩個(gè)特征量的分析判斷后，比較好地解決了探測(cè)器在多燃燒器爐中誤探測(cè)的問(wèn)題。
權(quán)利要求1.一種雙通道智能火焰檢測(cè)器，包括有效頻率段內(nèi)的火焰光強(qiáng)信號(hào)、通用計(jì)算機(jī)、光電傳感器、四芯電纜、前置放大器、可編程有源濾波IC集成電路、運(yùn)算放大電路、整流電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、信號(hào)放大、史密特觸發(fā)器、微處理器、電壓/電流轉(zhuǎn)換器、頻率/電壓(F/V)轉(zhuǎn)換電路、多諧振蕩器、繼電器和指示燈，其特征在于雙通道智能火焰檢測(cè)器主板上有雙通道對(duì)光電傳感器光強(qiáng)電信號(hào)進(jìn)行放大的，由前置放大電路、可編程有源濾波器、運(yùn)算放大電路、整流電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、微處理器和電壓/電流轉(zhuǎn)換器組成的火焰強(qiáng)度檢測(cè)處理回路以及雙通道由可編程有源濾波器、史密特觸發(fā)器、頻率/電壓(F/V)轉(zhuǎn)換電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和微處理器組成的頻率處理回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙通道智能火焰檢測(cè)器，其特征在于檢測(cè)器采集分析判斷的是火焰信號(hào)強(qiáng)度及頻率兩個(gè)特征參量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙通道智能火焰檢測(cè)器，其特征在于雙通道智能火焰檢測(cè)器主板為容易安裝維修的插卡式結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙通道智能火焰檢測(cè)器，其特征在于檢測(cè)器中有由計(jì)算機(jī)軟件預(yù)設(shè)置的，可對(duì)一定光譜范圍火焰信號(hào)強(qiáng)度及頻率區(qū)分的門(mén)檻閾值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙通道智能火焰檢測(cè)器，其特征在于被測(cè)燃燒火焰特征頻率范圍為20-300赫茲。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種雙通道智能火焰檢測(cè)器。由計(jì)算機(jī)和專(zhuān)用軟件設(shè)置火焰頻率和光強(qiáng)信號(hào)門(mén)檻閾值，并通過(guò)對(duì)有效頻率段內(nèi)火焰光強(qiáng)信號(hào)的采集分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)多燃燒器爐中的火焰各種頻率和光強(qiáng)信號(hào)進(jìn)行區(qū)分，準(zhǔn)確判斷火焰強(qiáng)度信號(hào)，從而提高了對(duì)燃燒器中的火焰監(jiān)視的準(zhǔn)確可靠性。由于本實(shí)用新型檢測(cè)器可對(duì)火焰的兩個(gè)特征參量進(jìn)行采集分析，從而避免了其它火焰光信號(hào)干擾，可準(zhǔn)確比較判斷火焰有無(wú)以及燃燒狀況，很好地解決了探測(cè)器在多燃燒器爐中誤探測(cè)的問(wèn)題。此外，檢測(cè)器采用插卡式結(jié)構(gòu)，便于安裝維修。是一種比較先進(jìn)的火焰檢測(cè)器。
文檔編號(hào)G01N21/00GK2697640SQ20042002143
公開(kāi)日2005年5月4日 申請(qǐng)日期2004年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月31日
發(fā)明者弋繼濤, 陳偉彬, 黃志高 申請(qǐng)人:上海神明控制工程有限公司