[實用新型]嵌入式火焰監測與燃燒診斷系統

有效

• 申請號: 201320421167.6
• 申請日: 2013-07-16
• 公開（公告）號: CN203489237U
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 張玉杰;田碩;伍瑩瑩;翟楠;鄭培
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: F22B35/18
• 分類號: F22B35/18;G01J5/60
• 代理公司: 西安西達專利代理有限責任公司 61202
• 代理人: 第五思軍

技術領域

本實用新型屬于光電領域，具體涉及嵌入式火焰監測與燃燒診斷系統。?

背景技術

火電廠鍋爐爐膛內的燃燒過程是復雜的物理和化學過程，火焰的溫度場分布及燃燒狀態對于電站鍋爐的安全經濟運行以及減少污染物的排放具有極其重要的現實意義。?

對于燃煤鍋爐而言，鍋爐燃燒工況的組織和監控對電廠運行的可靠性、安全性和經濟性有較大的影響。鍋爐的安全運行在很大程度上取決于燃燒的穩定性，鍋爐燃燒的基本要求是在爐膛內建立并維持穩定、均勻的燃燒火焰。燃燒火焰是表征燃燒狀態穩定與否最直接的反映。燃燒調整不好或者燃燒不穩定會導致鍋爐熱效率下降，產生更多的污染物、噪聲等，在極端情況下可能引起鍋爐爐膛滅火，甚至誘發爐膛爆炸造成事故。為了預防潛在的危險，必須進行切實有效的燃燒診斷和火焰監測。?

因此，安全、可靠的燃燒診斷技術成為鍋爐安全運行的重要條件和基本要求。對于大中型鍋爐配備爐膛安全監控裝置，其最重要的組成部分是火焰安全監測系統。?

90年代后，隨著計算機圖形處理技術的發展，基于工業電荷耦合器件CCD與計算機圖形處理相結合的技術是爐膛火焰監測系統中較為熱門的研究方向之一。目前鍋爐監測系統的硬件一般采用圖像采集卡加計算機的結構，這種系統主要側重于用軟件方面的設計來提高鍋爐火焰監測的可靠性、安全性，但這種系統結構存在著很大的局限性：?

1）圖像處理過程面對的是大量的數據處理和復雜的算法實現，通用計算機來完成這些任務，實時性無法得到保證，致使大量的有用數據無法得到有效的利用。

2）計算機負擔過重，PC機要承擔所有的工作和其他的數據讀取、存儲操作，如果運行的結果還要完成網絡傳輸和數據庫等操作，系統的運行速度受到嚴重影響，并且此系統在現場安裝不方便。?

高溫火焰溫度場是燃燒過程極為重要的熱工參數，目前主要采用光學輻射高溫溫度計進行測量，而這種測量方法只能爐膛局部點的測量，無法實現溫度場的測量。如何實時快速地實現火焰圖像的處理和溫度場的計算并進一步進行燃燒診斷成為亟待解決的問題。

發明內容

為了克服上述現有火焰監測與診斷系統的缺點，本實用新型的目的在于提供了完全由硬件來解決的方式，每個爐膛上都安裝有這樣一個監測和診斷系統，通過以太網傳輸到遠程PC機上進行顯示，可以達到實時性的要求，監測方便并且成本較低。?

為達到上述目的，本實用新型的技術方案如下：?

嵌入式火焰監測與燃燒診斷系統，包括：

一工控板，所述工控上安裝有OMAP3530雙核處理器，圖像采集模塊，DSP圖像處理模塊和ARM診斷模塊，

所述圖像采集模塊連接著DSP圖像處理模塊，DSP圖像處理模塊與ARM診斷模塊之間進行信息交互，

?一遠程機PC機，所述遠程機PC機用來進行實時的顯示診斷系統畫面，方便工作人員的查看；

所述ARM診斷模塊通過以太網接口傳輸到遠程PC機上。

優選的，所述圖像采集模塊為一數字攝像頭，采集爐膛火焰的圖像信息，數字攝像頭上包覆有內外套管，在內外套管上設置一冷卻風進口，在所述數字攝像頭的鏡頭下次設置一冷卻風出口，所述冷卻風進口和冷卻風出口形成一風道通道。?

通過上述技術方案，本實用新型的有益效果是：?

本監測系統采用OMAP3530雙核處理器，不僅使數據處理能力和系統的實時性得到大幅的提升，而且還減輕了PC的負擔，同時也增強了系統的可靠性，并用ARM對鍋爐的火焰進行診斷，本系統具有圖像采集、圖像處理、燃燒診斷、報警輸出、對事故出現的圖像進行追憶、自學習以及存儲各種燃燒故障信息并通過模式識別算法實現故障的準確判斷的功能；

每個爐膛上都安裝有這樣一個監測和診斷系統，通過以太網傳輸到遠程PC機上進行顯示，可以達到實時性的要求，監測方便并且成本較低。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。?

附圖1為本實用新型的總體架構。?

附圖2為本實用新型的集成板功能框圖。?

具體實施方式

為了使本實用新型實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。?