智能型溫差式火焰檢測器的設(shè)計.pdf

1、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)電站的燃氣、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氣輪機和各類工業(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)

2、致設(shè)備跳閘或者火災(zāi)、爆炸等非常嚴重的后果。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。 本論文是在深入分析有關(guān)國內(nèi)外各種火焰檢測器的資料，并對國內(nèi)外現(xiàn)有的紫外線火焰檢測器進行深入研究的基礎(chǔ)上，密切結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場反饋回來的信息，然后

3、將模糊控制理論應(yīng)用于火焰檢測過程中，從而研制出了智能型溫差式火焰檢測器。該火焰檢測器是根據(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)換為標準的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

4、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

5、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?？傊?，該火焰檢測器特別適合于惡劣環(huán)境下檢