专利名称：一种电厂锅炉火焰温度一体化检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电厂锅炉火焰温度一体化检测仪。
背景技术：
电厂锅炉温度火焰在线检测经过了接触式(热电偶)、光学法(激光光谱、辐射光谱)、声学法(如超声测量)等阶段，非接触式的声学光学法应用较为广泛，技术相对较成熟。辐射光谱测量法国内外学者作了大量的研究，1986年欧共体及美国联合课题组的Hiemaut等人研制成功了亚毫秒级6波长高温计,用于2000 5 000K温区内真温和光谱发射率的同时测量，温度测量精度为O. 5 %，发射率测量精度为1飞％。经过多年发展，光谱辐射测温法技术越来与成熟，且简单方便，随着光电检测技术和图像处理技术的发展，高温测量方法也将得到快速发展。近几年来，随着计算机技术的不断发展，国内外的研究者越来越把眼光投向了把数字图像处理技术应用于锅炉炉膛火焰处理中，融合火焰电视和多媒体计算机系统，开发基于全炉膛锅炉燃烧图像信息的智能火焰温度场检测系统。但在国外进口设备结构复杂，成本高，操作起来难度较大。在国内火焰图像处理领域中，清华大学吴占松进行了小型发光火焰温度分布测量的研究，他详细推导了图像亮度信号与火焰温度之间的关系，经黑体炉标定获得了多项式回归模型，开创了国内火焰图像处理的先河。上海理工大学利用以CCD阵列作为光谱测量元件的微型光纤光谱仪，研制了实验用火焰检测系统，通过测量火焰的发射光谱来进行火焰的检测和诊断技术的研究。华中理工大学通过在CXD前加装单色滤光片，获取了火焰的单色辐射图像，并借助辐射定律将单色图像与其中某一参考点的辐射强度进行比较以获得温度场。其参考点用双色高温计或热电偶测温获得。根据所测得的温度场进行燃烧状况诊断。但目前基于图像的方法国内多处于试验研究阶段，投入实际应用的较少。

实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种电厂锅炉火焰温度一体化检测仪，其结构简单，成本低，操作方便。本实用新型采用的技术方案一种电厂锅炉火焰温度一体化检测仪，它包括红外测温探头模块、温度信号处理电路模块、火焰检测探头模块、温度火焰检测变送器模块和开关电源模块，红外测温探头模块通过温度信号处理装置模块连接温度火焰检测变送器模块，火焰检测探头模块直接与温度火焰检测变送器模块连接，温度火焰检测变送器模块上设有温度火焰信号输出口，开关电源模块分别与温度信号处理电路模块、火焰检测探头模块、和温度火焰检测变送器模块连接。上述的红外测温探头由透镜、光谱滤波器、检测器及吹灰冷却装置组成。[0015]上述的温度信号处理装置模块具有信号放大、信号线性化处理、消噪处理和设置火焰发射率功能。上述红外测温探头模块与火焰检测探头模块输出的两路电流信号利用MCU分别处理。本实用新型取得的技术效果I、本实用新型结构简单，成本低，操作方便，可代替国 外进口昂贵的设备及系统，并且取得更好的检测精度。

图I是本实用新型结构框图；图2是本实用新型的红外测温框图；图3为本实用新型的火焰检测原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。参见图1-3，一种电厂锅炉火焰温度一体化检测仪，它包括红外测温探头模块、温度信号处理电路模块、火焰检测探头模块、温度火焰检测变送器模块和开关电源模块，红外测温探头模块通过温度信号处理装置模块连接温度火焰检测变送器模块，火焰检测探头模块直接与温度火焰检测变送器模块连接，温度火焰检测变送器模块上设有温度火焰信号输出口，开关电源模块分别与温度信号处理电路模块、火焰检测探头模块、和温度火焰检测变送器模块连接。在所述红外测温探头模块采用德国OPTRIS公司的IMH型红外激光探头，它由CF透镜、光谱滤波器、检测器及吹灰冷却装置组成，其测量温度范围为650 V —1800 °C，光谱响应波长为lnm，光学分辨率为75:1，测量精度为±0.3% ,分辨率为O. 1°C，重复性±0.1% ,具有体积小质量轻等特点，是特别适用于锅炉检测的测温探头。参见图2，所述温度信号处理电路模块由德国OPTRIS公司随探头自带，可对探头信号进行放大、线性化处理、消噪处理、设置火焰发射率。参见图3，在所述火焰检测探头模块中采用VTB5041光电传感器，320-1 IOOnm硅光电池器件，使用对数放大器进行放大处理。测量范围为波长400—800nm的可见光。下面具体描述温度火焰检测变送器模块I.结构组成a.隔离电源供电部分采用隔离电源模块提供5V、+-15V电源；b. LED灯条显示驱动驱动LED灯条显示一路4一20MA信号；c.数码管显示驱动驱动数码管显示一路4一 20MA信号；d.双MCU主控部分采用两片MCU (微控制单元)分别处理两路输入信号；e.在线仿真调试接口(C2):在线编译、下载、调试代码；f. 4-20MA电流信号输出分别输出两路4一20MA信号；g.电源指示部分，LED作为2. 5V电源指示。[0036]2.芯片选择a. MCU选用Silicon Labs生产的C8051F500军工级单片机；b.隔离电源模块选用金升阳公司生产的B240OT-2W、A2415D-2W两种全隔离、全保护电源模块；c.电流信号输出芯片选用Analog Device生产的AD5412型12位精度电压电流双输出型DAC ；d. LED灯条选用JB4010K型LED 灯条，防水、防腐蚀温度耐受性好；e.数码管选用ARK方舟(TW)生产的SR460281K型四位一体时钟数码管；f.数码管驱动电路由飞利浦HEF4511BT、8050三极管组成。HEF4511BT工作温度范围上限可达105C。3.设计特点a.电路设计紧凑，电路板尺寸非常小，便于安装；b.电路板采用大面积覆铜，增强抗干扰性能；c.采用全隔离、全保护电源模块，保障供电的稳定性；d.采用两片军工级单片机分别处理两路信号，避免信号之间的干扰；e.具有12位的采样精度和12位的输出精度，并采用非线性校正与一阶惯性滤波对信号进行处理。本实用新型的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变形而不脱离本实用新型的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围内，则本实用新型的意图也包含这些改动和变形在内。
权利要求1.ー种电厂锅炉火焰温度一体化检测仪，其特征在于它包括红外测温探头模块、温度信号处理电路模块、火焰检测探头模块、温度火焰检测变送器模块和开关电源模块，红外测温探头模块通过温度信号处理装置模块连接温度火焰检测变送器模块，火焰检测探头模块直接与温度火焰检测变送器模块连接，温度火焰检测变送器模块上设有温度火焰信号输出ロ，开关电源模块分别与温度信号处理电路模块、火焰检测探头模块、和温度火焰检测变送器模块连接。
2.根据权利要求I所述的电厂锅炉火焰温度一体化检测仪，其特征在于所述的红外测温探头由透镜、光谱滤波器、检测器及吹灰冷却装置組成。
3.根据权利要求I或2所述的电厂锅炉火焰温度一体化检测仪，其特征在于所述的温度信号处理装置模块具有信号放大、信号线性化处理、消噪处理和设置火焰发射率功能。
4.根据权利要求I或2所述的电厂锅炉火焰温度一体化检测仪，其特征在于所述红外测温探头模块与火焰检测探头模块输出的两路电流信号利用微控制単元分别处理。
专利摘要本实用新型涉及一种电厂锅炉火焰温度一体化检测仪，它包括红外测温探头模块、温度信号处理电路模块、火焰检测探头模块、温度火焰检测变送器模块和开关电源模块，红外测温探头模块通过温度信号处理装置模块连接温度火焰检测变送器模块，火焰检测探头模块直接与温度火焰检测变送器模块连接，温度火焰检测变送器模块上设有温度火焰信号输出口，开关电源模块分别与温度信号处理电路模块、火焰检测探头模块、和温度火焰检测变送器模块连接。本实用新型结构简单，成本低，操作方便，可代替国外进口昂贵的设备及系统，并且取得更好的检测精度。
文档编号G01J5/60GK202442795SQ20122000322
公开日2012年9月19日 申请日期2012年1月6日 优先权日2012年1月6日
发明者周友幸, 周尽生, 巫世晶, 纪浩, 肖军飞, 肖铁红 申请人:武汉大学