智能型溫差式火焰檢測(cè)器的設(shè)計(jì).pdf

1、火焰檢測(cè)器是一種與工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中各種燒嘴或爐窯相配套的，用于檢測(cè)火焰，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)點(diǎn)火和熄火的保護(hù)裝置。它是針對(duì)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(diǎn)設(shè)計(jì)的，主要用于高爐點(diǎn)火系統(tǒng)、轉(zhuǎn)爐點(diǎn)火系統(tǒng)、荒煤氣點(diǎn)火系統(tǒng)、沼氣和天然氣點(diǎn)火系統(tǒng)及加熱爐點(diǎn)火系統(tǒng)，還可用于火災(zāi)的檢測(cè)。目前火焰檢測(cè)已成為燃?xì)廨啓C(jī)和各類(lèi)工業(yè)鍋爐、蒸汽爐控制系統(tǒng)中的重要部分。在生產(chǎn)過(guò)程中一旦燃燒停止就必須立即切斷燃料的供應(yīng)，錯(cuò)誤的火焰檢測(cè)信號(hào)往往會(huì)導(dǎo)

2、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(jiàn)研制火焰檢測(cè)器是非常必要的。 火焰檢測(cè)器利用傳感器把檢測(cè)到的火焰信號(hào)先轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后對(duì)該電信號(hào)進(jìn)行處理和顯示。目前工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)普遍應(yīng)用的有紫外線(xiàn)、紅外線(xiàn)火焰檢測(cè)器和離子式火焰檢測(cè)器，但它們?cè)趷毫迎h(huán)境下都不能真正地完成火焰的檢測(cè)。 本論文是在深入分析有關(guān)國(guó)內(nèi)外各種火焰檢測(cè)器的資料，并對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的紫外線(xiàn)火焰檢測(cè)器進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，密切結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)反饋回來(lái)的信息，然后

3、將模糊控制理論應(yīng)用于火焰檢測(cè)過(guò)程中，從而研制出了智能型溫差式火焰檢測(cè)器。該火焰檢測(cè)器是根據(jù)火焰的溫度特性進(jìn)行火焰狀態(tài)的判斷并把火焰信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的4～20mA的模擬量信號(hào)，依此來(lái)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(diǎn)處斜率的大小，隨后測(cè)得現(xiàn)場(chǎng)溫度并通過(guò)單片機(jī)計(jì)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(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先考察了市場(chǎng)的應(yīng)用及需求情況，確定了開(kāi)發(fā)火焰檢測(cè)器的可行性，然后以單片機(jī)為主控制器

4、設(shè)計(jì)了紫外線(xiàn)火焰檢測(cè)器。又考慮到惡劣的環(huán)境下檢測(cè)探頭容易沾上油污和粉塵而變得模糊，不能正確的檢測(cè)火焰的原因，設(shè)計(jì)了探頭自清潔裝置。經(jīng)過(guò)系統(tǒng)調(diào)試并取得相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，該火焰檢測(cè)器的最大檢測(cè)距離可以達(dá)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(mǎn)足了現(xiàn)場(chǎng)的要求。但是它的自清潔裝置還存在密封不嚴(yán)等問(wèn)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(cè)系統(tǒng)的方案。這個(gè)方案不但彌補(bǔ)自清潔

5、裝置的缺憾而且可以應(yīng)用于各種火焰檢測(cè)的場(chǎng)合。該方案得到認(rèn)可后，繪制了原理圖、購(gòu)買(mǎi)了元器件、在實(shí)驗(yàn)板上搭建了硬件電路并進(jìn)行了軟件的調(diào)試，然后制作了PCB板并選擇了殼體，設(shè)計(jì)了貼膜，用C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言完成了軟件編程。 該火焰檢測(cè)器利用溫度差值變化的斜率來(lái)判斷火焰的狀態(tài)，滿(mǎn)足了快速性；利用傳感器測(cè)溫，實(shí)現(xiàn)了火焰檢測(cè)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(qiáng)的魯棒性。總之，該火焰檢測(cè)器特別適合于惡劣環(huán)境下檢