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火焰檢測器利用傳感器把檢測到的火焰信號先轉(zhuǎn)換為電信號

2020-11-04 17:45:55

火焰檢測器是一種與工業(yè)生產(chǎn)過程中各種燒嘴或爐窯相配套的,用于檢測火焰,實現(xiàn)自動點火和熄火的保護裝置。它是針對石油、化工、冶金等行業(yè)以及大中型火力發(fā)電站的燃?xì)?、燃油鍋爐的燃燒特點設(shè)計的,主要用于高爐點火系統(tǒng)、轉(zhuǎn)爐點火系統(tǒng)、荒煤氣點火系統(tǒng)、沼氣和天然氣點火系統(tǒng)及加熱爐點火系統(tǒng),還可用于火災(zāi)的檢測。

目前火焰檢測已成為燃?xì)廨啓C和各類工業(yè)鍋爐、蒸汽爐控制系統(tǒng)中的重要部分。在生產(chǎn)過程中一旦燃燒停止就必須立即切斷燃料的供應(yīng),錯誤的火焰檢測信號往往會導(dǎo)致設(shè)備跳閘或者火災(zāi)、爆炸等非常嚴(yán)重的后果。由此可見研制火焰檢測器是非常必要的。火焰檢測器利用傳感器把檢測到的火焰信號先轉(zhuǎn)換為電信號,然后對該電信號進行處理和顯示。

目前工業(yè)現(xiàn)場普遍應(yīng)用的有紫外線、紅外線火焰檢測器和離子式火焰檢測器,但它們在惡劣環(huán)境下都不能真正地完成火焰的檢測?;鹧鏅z測器是根據(jù)火焰的溫度特性進行火焰狀態(tài)的判斷并把火焰信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的4~20mA的模擬量信號,依此來表征火焰的燃燒狀況。在考慮環(huán)境溫度的基礎(chǔ)上,依據(jù)模糊控制規(guī)則確定燃點處斜率的大小,隨后測得現(xiàn)場溫度并通過單片機計算出上升和下降的斜率,從而判斷出火焰燃燒的狀態(tài)。在整個設(shè)計過程中,首先考察了市場的應(yīng)用及需求情況,確定了開發(fā)火焰檢測器的可行性,然后以單片機為主控制器設(shè)計了紫外線火焰檢測器。又考慮到惡劣的環(huán)境下檢測探頭容易沾上油污和粉塵而變得模糊,不能正確的檢測火焰的原因,設(shè)計了探頭自清潔裝置。

經(jīng)過系統(tǒng)調(diào)試并取得相關(guān)的實驗數(shù)據(jù)表明,該火焰檢測器的最 大檢測距離可以達到45米(在火焰直徑為22mm的燭焰為光源的情況下),并且靈敏度非常高,基本上滿足了現(xiàn)場的要求。但是它的自清潔裝置還存在密封不嚴(yán)等問題。鑒于此并經(jīng)多方面考察后確定了可以工作于惡劣環(huán)境下的智能型溫差式火焰檢測系統(tǒng)的方案。這個方案不但彌補自清潔裝置的缺憾而且可以應(yīng)用于各種火焰檢測的場合。該方案得到認(rèn)可后,繪制了原理圖、購買了元器件、在實驗板上搭建了硬件電路并進行了軟件的調(diào)試,然后制作了PCB板并選擇了殼體,設(shè)計了貼膜,用C語言和匯編語言完成了軟件編程。該火焰檢測器利用溫度差值變化的斜率來判斷火焰的狀態(tài),滿足了快速性;利用傳感器測溫,實現(xiàn)了火焰檢測系統(tǒng)使用的廣泛性;考慮到外界環(huán)境的影響采用了模糊控制算法,使其具有了很強的魯棒性。

火焰檢測器特別適合于惡劣環(huán)境下檢測。具有魯棒性強、靈敏度高、安全性好、實時性強、通用性強,有較高的經(jīng)濟價值和推廣應(yīng)用前景。本論文的創(chuàng)新處一是應(yīng)用模糊控制理論到溫度式火焰檢測器中,二是利用現(xiàn)場溫度上升和下降斜率滿足了快速地判斷著火點和熄火點的要求。


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