專利名稱：一種電廠鍋爐火焰溫度一體化檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電廠鍋爐火焰溫度一體化檢測儀。
背景技術(shù)：
電廠鍋爐溫度火焰在線檢測經(jīng)過了接觸式(熱電偶)、光學(xué)法(激光光譜、輻射光譜)、聲學(xué)法(如超聲測量)等階段，非接觸式的聲學(xué)光學(xué)法應(yīng)用較為廣泛，技術(shù)相對較成熟。輻射光譜測量法國內(nèi)外學(xué)者作了大量的研究，1986年歐共體及美國聯(lián)合課題組的Hiemaut等人研制成功了亞毫秒級6波長高溫計,用于2000 5 000K溫區(qū)內(nèi)真溫和光譜發(fā)射率的同時測量，溫度測量精度為O. 5 %，發(fā)射率測量精度為1飛％。經(jīng)過多年發(fā)展，光譜輻射測溫法技術(shù)越來與成熟，且簡單方便，隨著光電檢測技術(shù)和圖像處理技術(shù)的發(fā)展，高溫測量方法也將得到快速發(fā)展。近幾年來，隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，國內(nèi)外的研究者越來越把眼光投向了把數(shù)字圖像處理技術(shù)應(yīng)用于鍋爐爐膛火焰處理中，融合火焰電視和多媒體計算機系統(tǒng)，開發(fā)基于全爐膛鍋爐燃燒圖像信息的智能火焰溫度場檢測系統(tǒng)。但在國外進口設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，操作起來難度較大。在國內(nèi)火焰圖像處理領(lǐng)域中，清華大學(xué)吳占松進行了小型發(fā)光火焰溫度分布測量的研究，他詳細推導(dǎo)了圖像亮度信號與火焰溫度之間的關(guān)系，經(jīng)黑體爐標(biāo)定獲得了多項式回歸模型，開創(chuàng)了國內(nèi)火焰圖像處理的先河。上海理工大學(xué)利用以CCD陣列作為光譜測量元件的微型光纖光譜儀，研制了實驗用火焰檢測系統(tǒng)，通過測量火焰的發(fā)射光譜來進行火焰的檢測和診斷技術(shù)的研究。華中理工大學(xué)通過在CXD前加裝單色濾光片，獲取了火焰的單色輻射圖像，并借助輻射定律將單色圖像與其中某一參考點的輻射強度進行比較以獲得溫度場。其參考點用雙色高溫計或熱電偶測溫獲得。根據(jù)所測得的溫度場進行燃燒狀況診斷。但目前基于圖像的方法國內(nèi)多處于試驗研究階段，投入實際應(yīng)用的較少。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種電廠鍋爐火焰溫度一體化檢測儀，其結(jié)構(gòu)簡單，成本低，操作方便。本實用新型采用的技術(shù)方案一種電廠鍋爐火焰溫度一體化檢測儀，它包括紅外測溫探頭模塊、溫度信號處理電路模塊、火焰檢測探頭模塊、溫度火焰檢測變送器模塊和開關(guān)電源模塊，紅外測溫探頭模塊通過溫度信號處理裝置模塊連接溫度火焰檢測變送器模塊，火焰檢測探頭模塊直接與溫度火焰檢測變送器模塊連接，溫度火焰檢測變送器模塊上設(shè)有溫度火焰信號輸出口，開關(guān)電源模塊分別與溫度信號處理電路模塊、火焰檢測探頭模塊、和溫度火焰檢測變送器模塊連接。上述的紅外測溫探頭由透鏡、光譜濾波器、檢測器及吹灰冷卻裝置組成。[0015]上述的溫度信號處理裝置模塊具有信號放大、信號線性化處理、消噪處理和設(shè)置火焰發(fā)射率功能。上述紅外測溫探頭模塊與火焰檢測探頭模塊輸出的兩路電流信號利用MCU分別處理。本實用新型取得的技術(shù)效果I、本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，成本低，操作方便，可代替國 外進口昂貴的設(shè)備及系統(tǒng)，并且取得更好的檢測精度。

圖I是本實用新型結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實用新型的紅外測溫框圖；圖3為本實用新型的火焰檢測原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施方式做進一步的說明。參見圖1-3，一種電廠鍋爐火焰溫度一體化檢測儀，它包括紅外測溫探頭模塊、溫度信號處理電路模塊、火焰檢測探頭模塊、溫度火焰檢測變送器模塊和開關(guān)電源模塊，紅外測溫探頭模塊通過溫度信號處理裝置模塊連接溫度火焰檢測變送器模塊，火焰檢測探頭模塊直接與溫度火焰檢測變送器模塊連接，溫度火焰檢測變送器模塊上設(shè)有溫度火焰信號輸出口，開關(guān)電源模塊分別與溫度信號處理電路模塊、火焰檢測探頭模塊、和溫度火焰檢測變送器模塊連接。在所述紅外測溫探頭模塊采用德國OPTRIS公司的IMH型紅外激光探頭，它由CF透鏡、光譜濾波器、檢測器及吹灰冷卻裝置組成，其測量溫度范圍為650 V —1800 °C，光譜響應(yīng)波長為lnm，光學(xué)分辨率為75:1，測量精度為±0.3% ,分辨率為O. 1°C，重復(fù)性±0.1% ,具有體積小質(zhì)量輕等特點，是特別適用于鍋爐檢測的測溫探頭。參見圖2，所述溫度信號處理電路模塊由德國OPTRIS公司隨探頭自帶，可對探頭信號進行放大、線性化處理、消噪處理、設(shè)置火焰發(fā)射率。參見圖3，在所述火焰檢測探頭模塊中采用VTB5041光電傳感器，320-1 IOOnm硅光電池器件，使用對數(shù)放大器進行放大處理。測量范圍為波長400—800nm的可見光。下面具體描述溫度火焰檢測變送器模塊I.結(jié)構(gòu)組成a.隔離電源供電部分采用隔離電源模塊提供5V、+-15V電源；b. LED燈條顯示驅(qū)動驅(qū)動LED燈條顯示一路4一20MA信號；c.數(shù)碼管顯示驅(qū)動驅(qū)動數(shù)碼管顯示一路4一 20MA信號；d.雙MCU主控部分采用兩片MCU (微控制單元)分別處理兩路輸入信號；e.在線仿真調(diào)試接口(C2):在線編譯、下載、調(diào)試代碼；f. 4-20MA電流信號輸出分別輸出兩路4一20MA信號；g.電源指示部分，LED作為2. 5V電源指示。[0036]2.芯片選擇a. MCU選用Silicon Labs生產(chǎn)的C8051F500軍工級單片機；b.隔離電源模塊選用金升陽公司生產(chǎn)的B240OT-2W、A2415D-2W兩種全隔離、全保護電源模塊；c.電流信號輸出芯片選用Analog Device生產(chǎn)的AD5412型12位精度電壓電流雙輸出型DAC ；d. LED燈條選用JB4010K型LED 燈條，防水、防腐蝕溫度耐受性好；e.數(shù)碼管選用ARK方舟(TW)生產(chǎn)的SR460281K型四位一體時鐘數(shù)碼管；f.數(shù)碼管驅(qū)動電路由飛利浦HEF4511BT、8050三極管組成。HEF4511BT工作溫度范圍上限可達105C。3.設(shè)計特點a.電路設(shè)計緊湊，電路板尺寸非常小，便于安裝；b.電路板采用大面積覆銅，增強抗干擾性能；c.采用全隔離、全保護電源模塊，保障供電的穩(wěn)定性；d.采用兩片軍工級單片機分別處理兩路信號，避免信號之間的干擾；e.具有12位的采樣精度和12位的輸出精度，并采用非線性校正與一階慣性濾波對信號進行處理。本實用新型的保護范圍并不限于上述的實施例，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實用新型進行各種改動和變形而不脫離本實用新型的范圍和精神。倘若這些改動和變形屬于本實用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍內(nèi)，則本實用新型的意圖也包含這些改動和變形在內(nèi)。
權(quán)利要求1.ー種電廠鍋爐火焰溫度一體化檢測儀，其特征在于它包括紅外測溫探頭模塊、溫度信號處理電路模塊、火焰檢測探頭模塊、溫度火焰檢測變送器模塊和開關(guān)電源模塊，紅外測溫探頭模塊通過溫度信號處理裝置模塊連接溫度火焰檢測變送器模塊，火焰檢測探頭模塊直接與溫度火焰檢測變送器模塊連接，溫度火焰檢測變送器模塊上設(shè)有溫度火焰信號輸出ロ，開關(guān)電源模塊分別與溫度信號處理電路模塊、火焰檢測探頭模塊、和溫度火焰檢測變送器模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電廠鍋爐火焰溫度一體化檢測儀，其特征在于所述的紅外測溫探頭由透鏡、光譜濾波器、檢測器及吹灰冷卻裝置組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的電廠鍋爐火焰溫度一體化檢測儀，其特征在于所述的溫度信號處理裝置模塊具有信號放大、信號線性化處理、消噪處理和設(shè)置火焰發(fā)射率功能。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的電廠鍋爐火焰溫度一體化檢測儀，其特征在于所述紅外測溫探頭模塊與火焰檢測探頭模塊輸出的兩路電流信號利用微控制単元分別處理。
專利摘要本實用新型涉及一種電廠鍋爐火焰溫度一體化檢測儀，它包括紅外測溫探頭模塊、溫度信號處理電路模塊、火焰檢測探頭模塊、溫度火焰檢測變送器模塊和開關(guān)電源模塊，紅外測溫探頭模塊通過溫度信號處理裝置模塊連接溫度火焰檢測變送器模塊，火焰檢測探頭模塊直接與溫度火焰檢測變送器模塊連接，溫度火焰檢測變送器模塊上設(shè)有溫度火焰信號輸出口，開關(guān)電源模塊分別與溫度信號處理電路模塊、火焰檢測探頭模塊、和溫度火焰檢測變送器模塊連接。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，成本低，操作方便，可代替國外進口昂貴的設(shè)備及系統(tǒng)，并且取得更好的檢測精度。
文檔編號G01J5/60GK202442795SQ20122000322
公開日2012年9月19日 申請日期2012年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月6日
發(fā)明者周友幸, 周盡生, 巫世晶, 紀(jì)浩, 肖軍飛, 肖鐵紅 申請人:武漢大學(xué)