[實用新型]多信息融合智能火焰檢測裝置

有效

• 申請號: 201320286290.1
• 申請日: 2013-05-23
• 公開（公告）號: CN203309924U
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 陸旭明;夏建春;陳賢
• 申請（專利權）人: 常州紡織服裝職業技術學院
• 主分類號: F23M11/04
• 分類號: F23M11/04
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 徐琳淞

技術領域

本實用新型涉及一種多信息融合智能火焰檢測裝置。

背景技術

目前，國外火焰檢測的研究大致經歷以下幾個階段：

階段一：輻射光能火焰檢測

常用輻射光能火檢基本上都是基于燃燒過程中火焰輻射出的紅外線、可見光和紫外線等進行檢測。

紅外線火檢通過檢測燃燒火焰放射的紅外線強度和火焰頻率來判別火焰是否存在,?探頭采用硫化鉛光電管或硅光電二極管。由于爐膛完全燃燒著火區火焰閃爍頻率比較穩定,?因此通過濾波電路,?紅外線火檢能區分燃燒器火焰和背景火焰。典型產品有FORNEY?公司的IDD-II。

紫外線火檢利用火焰本身特有的紫外線強度來判別火焰的有無,?其光電器件為紫外光敏管。紫外光敏管對相鄰燃燒器火焰有較高的鑒別力,?通常用作單火嘴的火焰檢測器。但是紫外線易被介質吸收,?當紫外光敏管被煙灰、油霧等污染物污染時,?靈敏度明顯下降,?所以在燃用重油和煤粉的鍋爐中,?紫外線火檢并不可靠,尤其在煤粉爐上,?當鍋爐低負荷運行時,?紫外線大量減少,?其靈敏度更低。因此紫外線檢測適用于燃用氣體或輕油燃料的鍋爐,?不適用于燃用重油和煤粉燃料的鍋爐。

另外，為了提高火焰檢測的判斷能力，由英國Land?Combustion?公司推出相關性火焰檢測器，它同時使用兩只相同的探測器,?使檢測區域在燃燒區域相交,?利用相關理論分析方法,?根據相關系數的大小判斷燃燒器的燃燒狀況。當火焰存在時,?兩探測器獲得的火焰信號是相似的,?相關系數比較大。當火焰不存在時,?相關性系數低,?而且火焰的漂移和不穩定也將引起相關系數降低。因此根據火焰相關系數的變化可判斷火焰燃燒狀況。

相關性火焰檢測方法在原理上具有獨到之處,?原則上不受負荷變化的影響,?適應范圍廣。它不僅能監視燃燒器是否有火,?而且能間接地反映著火點位置和著火狀態的變化。但是,?相關性火檢的優點是以兩個檢測器特性完全一致為前提,?而實際運用中,?因設計、制造等方面的原因,?及運行中污染狀況等因素的影響,?兩個檢測器特性難以保證完全一致,這嚴重影響其優勢的徹底發揮。同時,?使用相關性火檢與使用一般火檢相比,?火檢器數量增加一倍,?無疑會使安裝、調試及運行維護費用大大增加,?因此其推廣應用受到一定的限制。

階段二：數字式火焰檢測器

數字式火焰檢測器以FORNEY?產品為代表,?該火焰檢測采用獨特的火焰檢測方法,?使用微處理器及相應的軟件算法,?通過檢測目標火焰的幅度和頻率,?并與在學習方式下存儲的背景火焰圖像進行比較,?從而精確確定火焰的有無。

階段三：圖像火焰檢測

隨著計算機軟、硬件的迅速發展，伴隨數字圖像處理技術的應用，國內外研究者紛紛把目光投向了可視化的監視和控制系統，在這種背景下，基于人工智能、模式識別、神經網絡等新理論的發展，結合數字圖像處理技術，開發基于火焰圖像信號的火焰檢測。

國內火焰檢測器的開發和研制也有幾十年的歷史。經歷了由早期的金屬探極型火焰檢測器到基于火焰閃爍頻率的火焰檢測器的過程，相對于國外的研制水平，我國在這方面的研究是比較落后的，具體還表現在：火焰檢測的穩定性不強，功能相對簡單，采用的控制芯片仍然停留在51單片機上，信號處理能力和處理速度遠遠達不到國外火焰檢測的水平。

近年來國內在圖像火檢方面獲得了較大的發展，煙臺龍源公司經過長期研究開發了圖像火檢探頭，南京萬和有限公司引入德國圖像檢測技術等。

當前國內大部分火焰檢測采用的是國外FORNEY、ABB等公司的生產的火焰檢測器，使用情況不是太盡人意，最主要的問題是無法解決相鄰或者相對的兩個燃燒噴嘴引起的火焰檢測的“偷窺”現象（是指實際沒有火焰或者火焰很小的燃燒噴嘴由于被檢測到相鄰或相對位置的燃燒噴嘴的火焰的強度等信息，導致得到錯誤判斷），這種“偷窺”現象會帶來誤報、漏報可能，導致直接的經濟損失，更嚴重的是導致爐膛爆炸的危害。

由于國內的煤的揮發份存在著較大的差異性，國外的這種火焰檢測裝置對中國的不同煤種難以做到自適應，尤其在燃燒爐動態工況下有誤報、漏報情況發生。

國內的圖像火檢大部分定位于全爐膛火焰數字圖像處理與監測系統，這種圖像火檢檢測的是整個全爐膛的宏觀的火焰燃燒情況，對于單個火焰燃燒器這種微觀的圖像火檢的研究僅限于對火焰燃燒器輪廓大小、紋理判斷等方法來判斷爐膛有無火的判斷，至于火焰燃燒的質量量化的評價以及根據當前的火焰燃燒圖像分析結果去控制送風量的控制仍處于研究狀態。

實用新型內容