[發(fā)明專利]一種兩紅外（IR）兩紫外（UV）的紅紫復合探測技術實現(xiàn)火焰探測的裝置及其方法

在審

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• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN106949976A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發(fā)明（設計）人: 孫卿;楊福華;呂志勤;羅紹軍
• 申請（專利權）人: 中蕊（武漢）光電科技有限公司
• 主分類號: G01J5/08
• 分類號: G01J5/08
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司42104
• 代理人: 俞鴻

1.一種兩紅外(IR)兩紫外(UV)的紅紫復合探測技術實現(xiàn)火焰探測的裝置，其特征在于：它包括四個火焰探測器；每個火焰探測器均依次經其對應的對數(shù)放大器、帶通濾波器和高精度模擬數(shù)字轉換器與現(xiàn)場可編程門陣列電連接，現(xiàn)場可編程門陣列并行處理四個火焰探測器所在通道的數(shù)字信號；現(xiàn)場可編程門陣列與微控制單元電連接，微控制單元設置有RS485接口和CAN總線接口，微控制單元輸出0～20mA電流環(huán)并通過輸出不同的電流值表明檢測結果；四個火焰探測器分別為兩個紅外探測器和兩個紫外探測器；其中兩紅外探測器的中心波長分別為4.3nm和3.8nm，兩紫外探測器的中心波長分別為254nm和355nm。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種兩紅外(IR)兩紫外(UV)的紅紫復合探測技術實現(xiàn)火焰探測的裝置，其特征在于所述微控制單元的輸出端連接有LED指示燈，所述LED指示為三色LED指示燈，通過不同顏色和不同閃爍頻率表明檢測結果。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種兩紅外(IR)兩紫外(UV)的紅紫復合探測技術實現(xiàn)火焰探測的裝置，其特征在于所述紫外探測器包括管帽和底座，管帽和底座配合形成密閉空間；管帽一端嵌設有窗口材料，所述密閉空間內設置有PCB板，PCB上設置有光電二極管和前置放大電路；光電二極管檢測管帽外部空氣中的光信號并將其轉換為電流信號傳遞至前置放大電路；前置放大電路將接收到的電流信號轉換為電壓信號輸出；底座上設置有連接前置放大電路輸出端的輸出引腳、連接前置放大電路電源輸入端的電源引腳、連接前置放大電路接地端的接地引腳、用于與外部接地端連接的接地管腳。

4.一種兩紅外(IR)兩紫外(UV)的紅紫復合探測技術實現(xiàn)火焰探測的方法，其特征在于包括以下步驟：所述四個火焰探測器對火焰及周邊信號進行采集；對數(shù)放大器將其對應的火焰探測器采集的信號轉換成模擬電壓信號；帶通濾波器對其對應對數(shù)放大器處理后的模擬電壓信號進行濾波處理；高精度模擬數(shù)字轉換器將其對應帶通濾波器過濾后的模擬電壓信號轉換為數(shù)字信號；所述現(xiàn)場可編程門陣列將所述4個高精度模擬數(shù)字轉換器處理后的信號進行并行處理，形成識別真實火焰的判斷依據(jù)，并根據(jù)該判斷依據(jù)獲得檢測結果信號并提供給所述微控制單元；微控制單元將信息輸出給外圍接口電路。

5.根據(jù)權利要求4所述的一種兩紅外(IR)兩紫外(UV)的紅紫復合探測技術實現(xiàn)火焰探測的方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1，兩個紅外探測器和兩個紫外探測器對火焰及周邊信號進行采集，其中兩紅外探測器的中心波長分別為4.3nm和3.8nm，兩紫外探測器的中心波長分別為254nm和355nm；

步驟2，對數(shù)放大器對其對應的火焰探測器采集的信號分別進行電荷放大，將pA級微弱電流信號轉換成模擬電壓信號，保證電流的寬動態(tài)范圍采集與轉換；

步驟3，帶通濾波器對所述對數(shù)放大器處理后的模擬電壓信號分別進行濾波處理，截取火焰閃爍頻率(3～30Hz)范圍內的低頻信號，屏蔽頻譜特性為直流的光源；

步驟4，高精度模擬數(shù)字轉換器將所述帶通濾波器過濾后的模擬電壓信號分別轉換為數(shù)字信號，提高信噪比；

步驟5，采用所述現(xiàn)場可編程門陣列將所述4個高精度模擬數(shù)字轉換器處理后的信號進行并行處理，形成識別真實火焰的判斷依據(jù)，且當設備工作環(huán)境中，出現(xiàn)某種物質燃燒產生的火焰時，所述現(xiàn)場可編程門陣列將根據(jù)該判斷依據(jù)獲得檢測結果信號并提供給所述微控制單元；

步驟6，由所述微控制單元控制所述現(xiàn)場可編程門陣列的處理流程，獲取所述現(xiàn)場可編程門陣列的檢測結果信號，并將信息輸出給外圍接口電路，即LED指示燈、0～20mA電流環(huán)輸出、RS485接口和CAN總線接口。