烧嘴小火火焰刚度测控的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种烧嘴小火火焰刚度测控的系统和方法，该系统包括：烧嘴，固定在待测控烧嘴一侧的摄像头，燃气管道和空气管道、点火变压器和控制器，其中燃气管道和空气管道并联地连接烧嘴；燃气管道上有燃气流量调节阀和燃气流量计，空气管道上有空气流量调节阀和空气流量计；点火变压器连接烧嘴；控制器分别与上述部件连接。该方法通过上述的系统完成测控。通过本发明专利技术的系统和方法，本发明专利技术中的燃气和空气流量细调节阀可以分别进行燃气和空气的微小流量调节，保证精确的空燃比，确保火焰有良好的刚度；本发明专利技术的控制器根据火焰轮廓和当前空燃比以及调节阀开度情况，进行火焰刚度的全自动调节，省去了手动调节的麻烦。

【技术实现步骤摘要】
烧嘴小火火焰刚度测控的系统和方法
本专利技术属于自动化
，并且更具体地，涉及一种烧嘴小火火焰刚度测控的系统和方法。
技术介绍
烧嘴有小火和大火两种功能，点小火的目的是为了在燃料消耗很小的情况下保持一个长明火，以便根据工艺的要求随时点着大火，迅速升高炉膛内的温度。小火火焰刚度的好坏，直接影响大火点着的概率。现有的烧嘴小火的火焰刚度通常较差，当点大火时，大量的空气和燃气涌入烧嘴口处，很容易把小火吹灭。小火的火焰刚度很大程度上由小火空燃比决定的，当空燃比调节不当时，很难出现刚度好的小火火焰，且空气和燃气的调节阀微小流量调节能力很差，导致在实际调节空燃比的过程中不是过大就是过小，十分不容易调出好的空燃比来保证小火火焰良好的刚度。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种烧嘴小火火焰刚度测控的系统和方法。根据本专利技术的一方面，提供一种烧嘴小火火焰刚度测控的系统，包括：烧嘴，该烧嘴包括喷头和连接在喷头后端的连接端；摄像头，该摄像头固定在待测控烧嘴一侧，且位于可对烧嘴喷出火焰成像的位置；燃气管道和空气管道，燃气管道和空气管道并联地连接到喷头的连接端，并且燃气管道上设置有燃气流量调节阀和燃气流量计，空气管道上设置有空气流量调节阀和空气流量计；点火变压器，该点火变压器通过点火线连接烧嘴；控制器，该控制器通过信号线分别连接摄像头、燃气流量调节阀、燃气流量计、空气流量调节阀、空气流量计以及点火变压器。根据本专利技术的一个实施例，燃气流量调节阀包括并联安装的燃气流量粗调节阀和燃气流量细调节阀；空气流量调节阀包括并联安装的空气流量粗调节阀和空气流量细调节阀；并且燃气流量粗调节阀、燃气流量细调节阀、空气流量粗调节阀和空气流量细调节阀分别连接控制器。根据本专利技术的一个实施例，控制器包括连接在一起的微处理单元和控制器主板，控制器主板分别连接视频处理及显示单元、火检及点火控制单元、流量检测单元、调节阀阀位反馈及控制单元，其中：视频处理及显示单元还连接摄像头；火检及点火控制单元还连接点火变压器；流量检测单元还连接燃气流量计和空气流量计；调节阀阀位反馈及控制单元还连接燃气流量调节阀和空气流量调节阀。根据本专利技术的一个实施例，控制器还包括通讯单元，通讯单元分别连接微处理单元、控制器主板和上位机。根据本专利技术的一个实施例，还包括炉膛，喷头安置在炉膛内；摄像头固定在炉膛上。根据本专利技术的一个实施例，炉膛上设置有观火孔；摄像头设置在炉膛外侧并且位于可通过观火孔监测喷头的火焰轮廓的位置。根据本专利技术的一个实施例，在烧嘴处设置有点火电极及火检传感器，点火变压器连接点火电极，点火电极和火检传感器分别连接火检及点火控制单元。根据本专利技术的另一方面，还提供一种采用上述系统测控火焰刚度的方法，包括：火检及点火控制单元接收微处理单元发出的点火控制信号，发送信号至火检传感器并接收其反馈信号，判断火焰是否熄灭：若火焰熄灭，则将点火控制信号传送给点火变压器，点火变压器根据点火控制信号驱动点火电极进行点火动作，并且火检及点火控制单元接收火检传感器的信号，将该信号报告给微处理器单元；若火焰未熄灭，则不进行点火动作；视频处理及显示单元接收摄像头的实时视频信号，并将实时视频信号传送给微处理器单元进行运算；流量检测单元接收燃气流量计和空气流量计的实时流量信号，并把实时流量信号传送给微处理器单元；调节阀阀位反馈及控制单元接收燃气流量调节阀和空气流量调节阀的实时阀位信号，传送给微处理器单元，并且接收微处理器单元发出的阀位给定信号，并将阀位给定信号发送给燃气流量调节阀和空气流量调节阀。根据本专利技术的一个实施例，包括：微处理单元将点火控制信号发送给火检及点火控制单元，火检及点火控制单元控制点火变压器驱动点火电极点火，在喷头处产生火焰；摄像头记录火焰信号，并将火焰轮廓信号实时传送给视频处理及显示单元，视频处理及显示单元对火焰轮廓信号进行显示，并对其进行二值化处理，提取火焰信号的轮廓信息，通过轮廓相似度算法实时与存储的至少两个理想火焰轮廓进行比较，选出相似度最高的理想火焰轮廓，并根据该理想火焰轮廓对当前火焰刚度进行评价，得出火焰刚度评价值；微处理单元根据当前的空气流量计和燃气流量计的信号，得出空燃比，结合调节阀阀位反馈及控制单元的实时阀位信号，并根据该相似度最高的理想火焰轮廓，确定期望的燃气流量、期望空气流量和期望空燃比，按照竞争算法计算出燃气流量调节阀及空气流量调节阀的阀位调节量，将阀位调节量发送给调节阀阀位反馈及控制单元；调节阀阀位反馈及控制单元控制燃气流量调节阀和空气流量调节阀进行调节，使得实际火焰与该相似度最高的理想火焰轮廓的相似度达到95％以上，达到良好的火焰刚度。根据本专利技术的一个实施例，阀位调节量根据空气流量粗调节阀、空气流量细调节阀、燃气流量粗调节阀和燃气流量细调节阀的调节范围和调节能力大小计算得出。通过采用上述技术方案，本专利技术相比于现有技术具有如下优点：1)本专利技术的燃气和空气流量细调节阀可以分别进行燃气和空气的微小流量调节，保证精确的空燃比，确保火焰有良好的刚度。2)本专利技术中火焰轮廓实时传送到测控系统中实时显示并且与理想轮廓进行对比，不用人为通过观火孔观察，非常直观明了。3)本专利技术的控制器根据火焰轮廓和当前空燃比以及调节阀开度情况，进行火焰刚度的全自动调节，省去了手动调节的麻烦。4)本专利技术通过火检信号和点火变压器实现自动点火过程，不用手动点火，减少了麻烦。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点在与附图结合对实施例进行的描述中将更加明显并容易理解，其中：图1示出了本专利技术的烧嘴小火火焰刚度测控的系统的示意图。附图标记说明1燃气流量粗调节阀、2燃气流量细调节阀、3空气流量细调节阀、4空气流量粗调节阀、5空气流量计、6燃气流量计、7点火变压器、8控制器、9烧嘴、10火焰、11炉膛、12摄像头、13喷头、14燃气管道、15空气管道；①燃气流量粗调节阀阀位给定和反馈信号线、②燃气流量细调节阀阀位给定和反馈信号线、③空气流量细调节阀阀位给定和反馈信号线、④空气流量粗调节阀阀位给定和反馈信号线、⑤空气流量计信号线、⑥燃气流量计信号线、⑦点火变压器控制信号线、⑧点火变压器驱动点火线、⑨火焰检测信号线、⑩视频信号线；A微处理器单元、B控制器主板、C视频处理及显示单元、D火检及点火控制单元、E流量检测单元、F调节阀阀位反馈及控制单元、G通讯单元。具体实施方式应当理解，在示例性实施例中所示的本专利技术的实施例仅是说明性的。虽然在本专利技术中仅对少数实施例进行了详细描述，但本领域技术人员很容易领会在未实质脱离本专利技术主题的教导情况下，多种修改是可行的。相应地，所有这样的修改都应当被包括在本专利技术的范围内。在不脱离本专利技术的主旨的情况下，可以对以下示例性实施例的设计、操作条件和参数等做出其他的替换、修改、变化和删减。参照图1，本专利技术提供一种烧嘴小火火焰刚度测控的系统，该烧嘴小火火焰刚度测控的系统包括：烧嘴9，烧嘴9包括喷头13和连接在喷头13后端的连接端；摄像头12，摄像头12固定在待测控烧嘴9一侧，且位于可对烧嘴9喷出火焰10成像的位置；燃气管道14和空气管道15；燃气管道14和空气管道15并联地连接到喷头13后端的连接端，并且燃气管道14上设置有燃气流量调节阀和燃气流量计6，空气管道15上设置有空气流量调本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烧嘴小火火焰刚度测控的系统，其特征在于，包括：烧嘴，所述烧嘴包括喷头和连接在所述喷头后端的连接端；摄像头，所述摄像头固定在待测控烧嘴一侧，且位于可对所述烧嘴喷出火焰成像的位置；燃气管道和空气管道，所述燃气管道和空气管道并联地连接到所述喷头后端的连接端，并且所述燃气管道上设置有燃气流量调节阀和燃气流量计，所述空气管道上设置有空气流量调节阀和空气流量计；点火变压器，所述点火变压器通过点火线连接所述烧嘴；控制器，所述控制器通过信号线分别连接所述摄像头、所述燃气流量调节阀、所述燃气流量计、所述空气流量调节阀、所述空气流量计以及所述点火变压器。

【技术特征摘要】
1.一种烧嘴小火火焰刚度测控的系统，其特征在于，包括：烧嘴，所述烧嘴包括喷头和连接在所述喷头后端的连接端；摄像头，所述摄像头固定在待测控烧嘴一侧，且位于可对所述烧嘴喷出火焰成像的位置；燃气管道和空气管道，所述燃气管道和空气管道并联地连接到所述喷头后端的连接端，并且所述燃气管道上设置有燃气流量调节阀和燃气流量计，所述空气管道上设置有空气流量调节阀和空气流量计；点火变压器，所述点火变压器通过点火线连接所述烧嘴；控制器，所述控制器通过信号线分别连接所述摄像头、所述燃气流量调节阀、所述燃气流量计、所述空气流量调节阀、所述空气流量计以及所述点火变压器。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述燃气流量调节阀包括并联安装的燃气流量粗调节阀和燃气流量细调节阀；所述空气流量调节阀包括并联安装的空气流量粗调节阀和空气流量细调节阀；并且所述燃气流量粗调节阀、所述燃气流量细调节阀、所述空气流量粗调节阀和所述空气流量细调节阀分别连接所述控制器。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述控制器包括连接在一起的微处理单元和控制器主板，所述控制器主板分别连接视频处理及显示单元、火检及点火控制单元、流量检测单元、调节阀阀位反馈及控制单元，其中：所述视频处理及显示单元还连接所述摄像头；所述火检及点火控制单元还连接所述点火变压器；所述流量检测单元还连接所述燃气流量计和所述空气流量计；所述调节阀阀位反馈及控制单元还连接所述燃气流量调节阀和所述空气流量调节阀。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制器还包括通讯单元，所述通讯单元分别连接所述微处理单元、所述控制器主板和上位机。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括炉膛，所述喷头安置在所述炉膛内；所述摄像头固定在所述炉膛上。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述炉膛上设置有观火孔；所述摄像头设置在所述炉膛外侧并且位于可通过所述观火孔监测所述喷头的火焰轮廓的位置。7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在烧嘴处设置有点火电极及火检传感器，所述点火变压器连接点火电极，所述点火电极和所述火检传感器分别连接所述火检及点火控制单元。8.一种采用如权利要求1-7中任意一项所述的系统测控火焰刚度的方法，其特征在于，包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭志佳，陈万里，吴道洪，马增炜，胡杰，刘艳，
申请(专利权)人：神雾科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11