[實用新型]三合一集成傳感器爐膛火焰監測儀

有效

• 申請號: 201520100380.6
• 申請日: 2015-02-12
• 公開（公告）號: CN204678382U
• 公開（公告）日: 2015-09-30
• 發明（設計）人: 毛瑞卿;朱雷平;韓翔;馬西良;李克新
• 申請（專利權）人: 徐州工程學院
• 主分類號: F23M11/04
• 分類號: F23M11/04
• 代理公司: 常州市科誼專利代理事務所 32225
• 代理人: 孫彬

技術領域

本實用新型涉及一種檢測儀器，尤其是指利用三合一集成傳感器進行爐膛火焰檢測的儀器，屬于傳感器技術領域。

背景技術

目前，煤炭發電的鍋爐要求比較嚴格，不僅是建立燃燒火焰，并且要求保持其穩定。如果燃燒不穩定，不但會導致鍋爐燃燒時的熱效率低下，進而產生大量污染物，在極端的情況下，爐膛的火焰會熄滅，再進行不當的處理甚至會造成爆炸。為此，能夠及時、準確、直觀和可靠的反映爐膛燃燒情況的火焰檢測的系統成為研究的熱點，出現了爐膛安全監視系統（FSSS）、火焰監視工業電視和火焰圖像識別系統等等，這些監測系統通常采用溫度傳感器或圖像傳感器監測爐膛火焰的燃燒情況，對燃燒的充分與否，燃料的利用率考慮甚少；另外，檢測燃燒充分與否時經常采用測量鍋爐中的一氧化碳和氧氣的含量間接判斷鍋爐燃燒狀況。然而在測量這些氣體含量時需要額外安裝傳感器，安裝繁瑣、電源線和數據線的布線也困難，占用空間大；除此之外，這些傳感器也都不能做到火焰的在線自動監測，因此不能滿足能實時監測爐膛火焰的需求。

綜上所述，針對現有技術的缺陷，特別需要一種集成度高的，將多個指標檢測儀器的功能集于一體的多合一的自動的爐膛火焰監測儀器，來實現對火焰燃燒質量的多項指標同時進行監測。

實用新型內容

針對上述現存的技術問題，本實用新型提供一種三合一集成傳感器爐膛火焰監測儀，以實現對爐膛內溫度、一氧化碳濃度、氧氣濃度等燃燒質量的多項指標的自動檢測。

為實現上述目的，本實用新型提供一種三合一集成傳感器爐膛火焰監測儀，包括殼體，安裝在殼體表面的TFT-LCD觸摸屏，以及設置在殼體內部的監測電路板。

其中：所述的監測電路板上設有微控制器電路，分別與微控制器電路連接的供電轉換電路、信號輸出電路和觸摸屏顯示電路，還設有紅外信號采集電路、一氧化碳信號采集電路和氧氣信號采集電路，且分別通過調理電路一、調理電路二和調理電路三連接微控制器電路。

所述的微控制器電路包括STM32F103RBT6處理芯片，可將一氧化碳模擬值、氧氣濃度模擬值以及高溫在線紅外線測溫值經過微處理器進行數模轉換，通過通訊接口輸出。

所述的紅外信號采集電路包括紅外測溫儀，所述的調理電路一包括LM324四路運算放大器，其+IN引腳和-IN引腳分別連接紅外測溫儀，VSS引腳和VDD引腳連接供電轉換電路?，OUT引腳連接STM32F103RBT6處理芯片。紅外線測溫儀的高溫在線紅外線測溫探頭采用非接觸測溫方法，檢測爐膛火焰的溫度，根據紅外測溫探頭的輸出值直觀的判斷燃燒情況。

所述的一氧化碳信號采集電路包括一氧化碳傳感器，所述的調理電路二包括AD8572雙路放大器，其OUTA引腳電連接該一氧化碳傳感器的C極，-INA引腳通過第一電阻電連接該一氧化碳傳感器的R極，OUTB和-INB引腳電連接該一氧化碳傳感器的W極，+V引腳連接供電轉換電路，-V、+INA和+INB引腳接地，OUTB引腳還電連接STM32F103RBT6處理芯片的PB8引腳。一氧化碳傳感器用于檢測爐膛火焰的燃燒充分情況，也即穩定情況，如果一氧化碳濃度比較低，說明燃料充分燃燒，濃度高則證明，煤沒有充分燃燒，繼續增高則意味著將不安全情況嚴重。

所述的氧氣信號采集電路包括氧氣傳感器，所述的調理電路三包括LM358雙運算放大器，其+IN引腳連接氧氣傳感器的C極，-IN引腳連接氧氣傳感器的W極，VSS引腳連接供電轉換電路，VDD引腳接地，OUT引腳連接STM32F103RBT6處理芯片的PA8引腳。氧氣傳感器用于檢測爐膛內的氧的含量，在燃燒過程中，為了使煤燃燒完全，要求煤與空氣充分混合，氧含量的多少是決定煤充分燃燒的關鍵。

由此，通過TFT-LCD觸摸屏即可顯示爐膛現場溫度、火焰燃燒情況、爐膛圖像等信息，并通過觸摸屏實現參數的設置和人機交互。

進一步，所述的供電轉換電路包括供電電池，與供電電池連接的第一穩壓器電路，以及與第一穩壓器電路輸出端連接的第二穩壓器電路；該第一穩壓器電路輸出5V供電電壓，連接調理電路三；如此供電轉換電路便能將電源電壓進行轉換，以合適的電壓供微控制器電路和信號調理電路使用。其中，該第二穩壓器電路輸出3.3V供電電壓，分別連接STM32F103RBT6處理芯片，調理電路一，一氧化碳信號采集電路和調理電路二。

更進一步，所述的信號輸出電路包括MAX232芯片，其R1IN連接STM32F103RBT6處理芯片的PA9引腳，其R1OUT連接STM32F103RBT6處理芯片的PA10引腳，可與PC機通過串口進行通信。