[发明专利]便携式耦合光谱及图像的锅炉燃烧诊断装置和诊断方法

说明书

本发明公开了一种便携式耦合光谱及图像的锅炉燃烧诊断装置和诊断方法，该装置包括壳体、设置在壳体之内的光谱采集模块和图像采集模块，壳体包括第一腔体和第二腔体，第一腔体的第一端设置有多孔板出风口，第一腔体的第二端设置有冷却风入口和冷却风出口，其中，光谱采集模块包括：沿第一腔体的第一端和第二端贯穿第一腔体的光纤；与光纤的第一端相连的准直透镜；与光纤的第二端相连，且设置在第二腔体内的光谱仪，图像采集模块包括：沿第一腔体的第一端和第二端贯穿第一腔体的镜杆；设置在镜杆的第一端的镜头；在镜杆内沿镜杆的第一端至第二端间隔设置的多个光学透镜和一个双带通滤光片；与镜杆的第二端相连，且设置在第二腔体内的CCD相机。

技术领域

本发明涉及锅炉检测技术领域，特别涉及一种便携式耦合光谱及图像的锅炉燃烧诊断装置和一种锅炉燃烧诊断方法。

背景技术

炉膛内的燃烧状态是影响电站锅炉运行效率的关键因素之一，因此准确诊断炉内燃烧状态具有重要意义。目前运行的电站锅炉通常采用在炉内布置的热电偶进行测温，通过热电偶采集的温度信息来判断炉内的燃烧状态。当炉内出现火焰偏斜、温度分布不均、炉内高温区上下偏移等问题时，由于炉内布置的热电偶数量的有限，采集的温度信息量太少，将难以准确反映出炉内的燃烧状态。

基于可见光图像的三维温度场技术能够在线测量炉内的温度场分布，采用此技术能够对上述燃烧状态做出一定的判断。但三维温度场技术需要在锅炉炉膛上布置相当数量的光学探头，这一方面硬件成本上升，另一方面光学探头数量增多后系统出现故障的概率也将增大；此外，三维温度场技术在温度场重建过程中仅利用CCD相机在2个波长或3个波长下的可见光图像，利用的有效信息量相对较少，这将影响到三维温度场重建的准确性。

利用声波法或激光吸收光谱法也可重建得到炉内温度场分布，但此两种方法在技术上都具有一定的弊端。声波法需要在炉膛上安装一定数量的发射器和接收器，这增加了施工难度和硬件成本，并且现场震动等因素会影响到系统运行的稳定性。激光吸收光谱法的成本较高，并且对现场操作的要求也相对较高，不便于电厂现场工作人员的使用。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种便携式耦合光谱及图像的锅炉燃烧诊断装置和诊断方法，装置构造简单，成本低，稳定性高，并且便于操作，通过该装置和诊断方法能够实现锅炉燃烧诊断，能够较为准确地反映出锅炉内的燃烧状态。

本发明提出的一种便携式耦合光谱及图像的锅炉燃烧诊断装置，包括壳体、设置在所述壳体之内的光谱采集模块和图像采集模块，所述壳体包括第一腔体和第二腔体，所述第一腔体的第一端设置有多孔板出风口，所述第一腔体的第二端设置有冷却风入口和冷却风出口，其中，所述光谱采集模块包括：沿所述第一腔体的第一端和第二端贯穿所述第一腔体的光纤；与所述光纤的第一端相连的准直透镜；与所述光纤的第二端相连，且设置在所述第二腔体内的光谱仪，所述光谱仪具有用于传输光谱数据和供电的第一接口，所述图像采集模块包括：沿所述第一腔体的第一端和第二端贯穿所述第一腔体的镜杆；设置在所述镜杆的第一端的镜头；在所述镜杆内沿镜杆的第一端至第二端间隔设置的多个光学透镜和一个双带通滤光片；与所述镜杆的第二端相连，且设置在所述第二腔体内的CCD相机，所述CCD相机具有用于传输图像数据的第二接口；设置在所述第二腔体内的电源，所述电源通过相机电源开关连接到所述CCD相机。

所述的便携式耦合光谱及图像的锅炉燃烧诊断装置，还包括在所述第一腔体内沿所述第一腔体的第一端和第二端设置的多个多孔支撑架，所述多孔支撑架用以支撑所述光纤和所述镜杆。

所述的便携式耦合光谱及图像的锅炉燃烧诊断装置，还包括套设在所述第一腔体之外的阻火板。

所述的便携式耦合光谱及图像的锅炉燃烧诊断装置，还包括设置在所述第一腔体之外且位于所述第一腔体的第二端的手持把手。

所述第一接口为USB接口，所述第二接口为网络接口。