[发明专利]一种火焰状态检测方法

权利要求书

1.一种燃烧火焰状态检测方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：光电信号转换步骤：使用光电传感器将燃烧火焰光信号转换成对应的燃烧 火焰模拟量信号I₀；

步骤二：信号预处理步骤，包括以下子步骤：

2.1对燃烧火焰模拟量信号I₀进行信号放大、信号滤波处理，得到处理后信号I₁；

2.2从信号I₁中分离出代表火焰闪烁频率的交流信号I_a和代表火焰强度的直流信 号I_b；

2.3对代表火焰闪烁频率的交流信号I_a和代表火焰强度的直流信号I_b分别进行运 算放大处理，得到运算放大处理后对应信号I_A和I_B，使I_A和I_B的量值在相同的数量级 范围内；

2.4将I_B转换成数字信号，并进行数据采集：得到时间序列火焰强度信号离散值 X_i，j，i＝1，2，L，N表示时间序列号，j＝1，2，L，M表示第i序列数据组中的第j个数据；

2.5将I_A转换成数字信号，并进行数据采集，得到等间隔连续采样值I_k；取I_k中有 限长时间内等间隔连续采样值I_k，k＝1，2，L，l，l为进行频谱计算的数据个数，进行频 谱分析得到时间序列火焰闪烁频率信号Y_i，j；

步骤三：时间序列信号相关分析步骤，包括以下子步骤：

3.1分别计算火焰强度信号X_i，j和火焰闪烁频率信号Y_i，j的时间序列相关系数；

Q_i，i+t＝f(X_i，X_i+t)，F_i，i+t＝f(Y_i，Y_i+t)

其中，Q_i，i+t和F_i，i+t分别表示火焰强度信号X_i，j和火焰闪烁频率信号Y_i，j间隔t个时间 序列的相关系数，f表示相关性函数；t＝1，2，L，T表示序列数据组间隔的个数，T值根 据锅炉保护系统熄火延迟时间的需要确定；

3.2连续监测火焰强度信号的时间序列相关性系数Q_i，i+t的变化值ΔQ_t，以及火焰闪 烁频率信号的时间序列相关系数F_i，i+t的变化值ΔF_t；

ΔQ_t＝Q_i，i+t-Q_i，i+t-1，ΔF_t＝F_i，i+t-F_i，i+t-1

3.3根据两种信号的时间序列相关系数变化趋势判断火焰状态：如果相邻时间间隔 内的相关系数变化值ΔQ_t和ΔF_t小于设定阈值，即ΔQ_t＜Δ_Q且ΔF_t＜Δ_F，而且相关系数 Q_i，i+t和F_i，i+t大于设定阈值，即Q_i，i+t＞Q_Y且F_i，i+t＞F_y，则判断火焰状态正常；否则，则判 断火焰状态异常；

式中，Δ_Q-表示火焰强度信号相关系数变化阈值，Δ_F-表示火焰闪烁频率信号相 关系数变化阈值，Q_Y-表示火焰强度信号相关系数阈值，F_Y-表示火焰闪烁频率信号 相关系数阈值。