[发明专利]一种高精度的多通道火焰检测器

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃烧监测技术，具体地说，涉及的是一种高精度的多通道火焰检测器，能够广泛应用于炉窑、加热罩等燃烧加热温控的容器监测。

背景技术

钢铁行业的炼钢炼铁流程工业、食品行业的烘干保温和水泥行业的烧制中都

离不开燃烧加热这一过程。点燃一个烧嘴需具备以下条件：适量的燃气+适量的助燃空气+火源；目前工业上所用的燃料一般为天燃气、液化气、工业煤气等介质。燃料均属有害、有毒、易燃、易爆气体，这就需要考虑引入火焰监控仪器仪表，火焰状态的判断必须直接反应到执行器端。火焰燃烧前伴随脉冲点火高压（高达7KV电压），需要火焰检测端能够抑制瞬态高压。火焰燃烧产生内阻极大的感应电动势，故宏观表现为在烧嘴上流过微安级电流。目前国内外市场上的火焰检测多采用单通道模式，且无法获得火焰电流大小的精确值。要实现如此小信号的精确测量，就必须对信号无失真的放大，采用温漂抑制、滤波、反馈控制等一系列策略。

中国专利申请号：CN200920209428.1，该专利提供“一种多通道火焰检测器，包括：主中央处理器，与主中央处理器相连接的模式转换电路，通过模式转换电路与主中央处理器相连接的从中央处理器，分别与主中央处理器和从中央处理器输入端相连接的至少2路火焰信号采集通道，与火焰信号采集通道相连接的至少2个火焰采样处理系统，分别与主中央处理器和从中央处理器输出端相连接的多路电子开关，与多路电子开关相连接的至少2路继电器开关。由于采用多通道同时采集多路火焰信号并进行独立的处理放大，避免了通道间信号的相互影响，同时设备总数大为下降，占用空间小，便于维护管理。一旦主处理器异常或故障，从中央处理器能够自动接替主中央处理器的工作，保障生产安全。”

该专利与本发明技术要点比较：

1.火焰大小检测：该专利无法检测火焰大小的精确值，只能放大火焰信号避免通道间互相干扰。本发明通过斩波稳零技术可以精确测得火焰大小。

2.多通道体现：该专利的多通道是模数转换电路直接连接中央处理器。本发明通过编码器，把N个通道的火焰信息通过编码方式只需占用log₂N的中央处理器管脚。

中国专利申请号：CN200710109770.X，专利名称为：一种火焰检测装置和火焰检测方法，该专利提供“一种通过对火焰区域的红外图象进行实时的连续成像和模式识别来检测火焰的装置和方法。来自该区域的红外辐射穿过宽视场透镜，并由对近红外范围敏感的电荷耦合元件阵列检测。该系统随后将图象数字化，从测量结果中提取出特性参数，并存储用于模式识别的图象和特性信息。为了实现模式识别的功能，将得出的当前测量结果的实时特性与预先存储的模式进行统计比较，预先存储的模式表示已知火焰状况出现在区域内时从该区域发出的辐射的图象。基于这种比较，作出评估以确定存在或不存在火焰。该特性测量结果也用于评价火焰的品质。”

该专利与本发明技术要点比较：

火焰检测原理不同：该专利利用CCD获得的当前图像信息和预先存储的模式进行统计比较来判断火焰的存在与否。本发明不增加新的传感器情况下，利用火焰离子在烧嘴上的单向导电性，可以检测火焰状态和火焰大小，且火焰离子的检测方式不受光、热、磁的干扰，反应灵敏，动作迅速。

发明内容

本发明的目的是针对单路火焰检测器的资源浪费，提供一种高精度的多通道火焰检测器，并用编码器能追踪到具体某一路火焰信号的状态，通过微弱信号的精密检测电路，能消除对信号干扰常见的温漂和环境噪声。

为实现上述的目的，本发明所述的高精度的多通道火焰检测器，包括N（N<=8）路火焰检测电路模块、编码器、微处理器、弱信号测量模块和通讯接口模块，N路火焰检测电路模块分别与编码器和弱信号测量模块相连，微处理器分别与弱信号测量模块、编码器、显示屏和通信接口模块连接。其中：N路火焰检测电路把当前火焰状态（有无火焰）的结果送入编码器；编码器把最多八路火焰状态编码成3个信号指示，其结果送入微处理器；微处理器根据火焰状态再控制火焰大小的精密测量，把结果显示在现场屏幕上和通过通信接口上传到中央控制室；弱信号测量模块实现微弱信号的精确放大，输出信号经过模数转换处理送入微处理器进行闭环反馈控制。

本发明在不增加新的传感器情况下，利用火焰离子在烧嘴上的单向导电性，可以检测火焰状态和火焰大小，且火焰离子的检测方式不受光、热、磁的干扰，反应灵敏，动作迅速。为了达到一个检测器监测多路火焰燃烧状态的目的，设计了多通道编码地址模式，使得控制端能用少量端口区分多路信号各自的状态。