專利名稱：雙通道智能火焰檢測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種通過光電傳感器探測火焰，將燃燒火焰光強度信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，觀測鍋爐中燃燒狀況的火焰檢測器，屬于火焰信號分析處理非接觸測量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于不同種類的燃料燃燒時的火焰特征頻率不同，每種頻率下火焰的強度也不一樣，因此準(zhǔn)確檢測、控制燃料燃燒時的火焰狀況很不容易。尤其在大型鍋爐中，燃料燃燒時的火焰狀況更加復(fù)雜。然而，目前觀測鍋爐中燃燒狀況的火焰檢測器比較簡單。檢測器觀測燃燒火焰狀況時，主要通過檢測器中的光電傳感器將接受到的燃燒火焰光強度信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，簡單處理比較后，判別火焰有無以及燃燒狀況。這樣測量，既忽略了火焰信號的頻率特征，又可能對火焰信號處理不恰當(dāng)，難以準(zhǔn)確檢測火焰狀況。特別，在有多個燃燒器的大型鍋爐控制系統(tǒng)中，由于有多層火焰，同一層又有多個燃燒點，就很容易引起火焰檢測判斷錯誤而引起控制誤動作。因此，為了進一步提高火焰的區(qū)分度和檢測可靠性，本實用新型通過改進，研制提供了一種雙通道智能火焰檢測器。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于對有效頻率段內(nèi)火焰光強信號進行采集分析，并對火焰相對頻率進行檢測，通過設(shè)定頻率范圍及強度門檻閾值對各種頻率的火焰光強信號進行區(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有無以及強度大小的雙通道檢測裝置。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下方案本實用新型雙通道智能火焰檢測器主要采用通用計算機和專用軟件對火焰特征頻率及強度門檻閾值進行預(yù)設(shè)定，并對一定光譜范圍的火焰信號強度及頻率進行采樣，分析，實現(xiàn)對多燃燒器爐中的火焰強度信號做出準(zhǔn)確判斷。檢測器中，兩個光電傳感器通過四芯電纜與雙通道火焰檢測器主板相連接。雙通道火焰檢測器主板包括強度處理回路、頻率處理回路、自檢回路及微處理單元。其中，強度處理回路由一級前置放大器、可編程有源濾波IC集成電路、二級可編程放大器、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。本實用新型智能火焰檢測器放大器線路板包含兩個對稱通道，每塊放大器線路板可帶兩個光電傳感器。檢測器采用插卡式結(jié)構(gòu)，以便于安裝維修。檢測器使用時，可對一定光譜范圍的火焰信號強度和頻率進行采樣，并通過軟件對兩者設(shè)置門檻閾值，實現(xiàn)對多燃燒器爐中的火焰強度信號準(zhǔn)確判斷，從而避免其它燃燒器火焰光信號干擾，準(zhǔn)確判斷有無火焰以及燃燒狀況。
本實用新型雙通道智能火焰檢測器的優(yōu)點是，采用通用計算機和專用軟件對火焰參數(shù)進行預(yù)設(shè)定，并對一定光譜范圍的火焰信號強度及頻率兩個特征參量進行采樣分析，由軟件對兩者設(shè)置門檻閾值，準(zhǔn)確判斷多燃燒器爐中的火焰強度信號。從而較好地解決了多燃燒器爐中的誤探測問題，是一種比較先進的智能火焰檢測器。


圖1是本實用新型雙通道智能火焰檢測器電路板。其中，1-火焰檢測器主板。
圖2是本實用新型雙通道智能火焰檢測器結(jié)構(gòu)框圖。其中，2-開關(guān)電源，3-金手指卡式接線端，4-接線臺，5-通訊接口，6-光電傳感器一，7-計算機，8-光電傳感器二。
圖3是本實用新型雙通道智能火焰檢測器檢測主板電路框圖。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是本實用新型雙通道智能火焰檢測器電路原理圖(一)。
圖5是本實用新型雙通道智能火焰檢測器電路原理圖(二)。
圖6是本實用新型雙通道智能火焰檢測器電路原理圖(三)。
圖7是本實用新型雙通道智能火焰檢測器電路原理圖(四)。
圖8是本實用新型雙通道智能火焰檢測器電路原理圖(五)。
實施方式
以下結(jié)合附圖進一步說明本實用新型雙通道智能火焰檢測器的實施例本實用新型雙通道智能火焰檢測器實施按結(jié)構(gòu)框圖連接。其中，火焰檢測器開關(guān)電源2通過金手指卡式接線端3與火焰檢測器主板1相連。光電傳感器6、8通過四芯電纜與火焰檢測器主板1的接線臺4相連。安裝了專用軟件的通用計算機7通過串行電纜與火焰檢測器主板1的通訊接口5相連接，實現(xiàn)對控制參數(shù)的調(diào)整。本實用新型智能火焰檢測器電路工作時，由于通?；鹧婀鈴姸刃盘柺遣灰?guī)則的類似正弦信號，特征頻率范圍為20-300赫茲(Hz)，且因燃料類型不同，火焰強度與燃料燃燒狀況有關(guān)。本實用新型雙通道智能火焰檢測器通過前置放大電路9、15對光電傳感器6、8的光強電信號進行放大(增益手動調(diào)整)，經(jīng)過可編程有源濾波器10、16濾除特征頻率以外的強度信號，然后運算放大電路11、17對信號進行增益調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同火焰狀況，通過整流電路12、18將交流信號變換為直流信號，由模數(shù)轉(zhuǎn)換器21將該信號轉(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?；鹧鎻姸戎到?jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器25、27轉(zhuǎn)換成電壓信號，再由電壓/電流轉(zhuǎn)換器26、28輸出4-20毫安電流信號。同時，檢測器中的另一條支路進行探測頻率處理。具體處理過程如下來自可編程有源濾波器10、16輸出的信號經(jīng)史密特觸發(fā)器13、19將其變?yōu)橹绷髅}沖信號，由頻率/電壓(F/V)轉(zhuǎn)換電路14、20實現(xiàn)頻率到電壓信號的轉(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進行處理。此外，由軟件設(shè)定頻率門檻閾值和強度門檻閾值的上、下限，以及設(shè)定的頻率、強度在滿足一定條件下，使信號輸出有火或無火。例如，頻率、強度同時或有一個滿足設(shè)定值時才輸出有火。確定繼電器23及指示燈24信號輸出，及火焰強度信號輸出。其中，多諧振蕩器29為兩個可編程有源濾波器10、16提供時鐘源。當(dāng)系統(tǒng)處于有火狀態(tài)時，微處理器22每兩分鐘將供給光電傳感器的50伏偏置電源切斷，并通過檢測模數(shù)轉(zhuǎn)換器21的強度值及頻率值的大小來實現(xiàn)是否處于故障狀態(tài)，避免誤報有火。本實用新型雙通道智能火焰檢測器在通過對火焰信號兩個特征量的分析判斷后，比較好地解決了探測器在多燃燒器爐中誤探測的問題。
權(quán)利要求1.一種雙通道智能火焰檢測器，包括有效頻率段內(nèi)的火焰光強信號、通用計算機、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、運算放大電路、整流電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、信號放大、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器主板上有雙通道對光電傳感器光強電信號進行放大的，由前置放大電路、可編程有源濾波器、運算放大電路、整流電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、微處理器和電壓/電流轉(zhuǎn)換器組成的火焰強度檢測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器，其特征在于檢測器采集分析判斷的是火焰信號強度及頻率兩個特征參量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙通道智能火焰檢測器，其特征在于雙通道智能火焰檢測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器，其特征在于檢測器中有由計算機軟件預(yù)設(shè)置的，可對一定光譜范圍火焰信號強度及頻率區(qū)分的門檻閾值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙通道智能火焰檢測器，其特征在于被測燃燒火焰特征頻率范圍為20-300赫茲。
專利摘要本實用新型涉及一種雙通道智能火焰檢測器。由計算機和專用軟件設(shè)置火焰頻率和光強信號門檻閾值，并通過對有效頻率段內(nèi)火焰光強信號的采集分析，實現(xiàn)對多燃燒器爐中的火焰各種頻率和光強信號進行區(qū)分，準(zhǔn)確判斷火焰強度信號，從而提高了對燃燒器中的火焰監(jiān)視的準(zhǔn)確可靠性。由于本實用新型檢測器可對火焰的兩個特征參量進行采集分析，從而避免了其它火焰光信號干擾，可準(zhǔn)確比較判斷火焰有無以及燃燒狀況，很好地解決了探測器在多燃燒器爐中誤探測的問題。此外，檢測器采用插卡式結(jié)構(gòu)，便于安裝維修。是一種比較先進的火焰檢測器。
文檔編號G01N21/00GK2697640SQ20042002143
公開日2005年5月4日 申請日期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 申請人:上海神明控制工程有限公司