一种锅炉炉前料仓料位监控方法和系统技术方案

本申请提供一种生物质锅炉炉前料仓料位监控方法和系统，该方法包括步骤1：通过激光源照射炉前料仓，获取炉前料仓图像；步骤2：接收用户给出的下限基准线和间隔，确定扫描上限、扫描下限和扫描区域；步骤3：计算料位信息并向用户显示。通过本发明专利技术可以避免雷达料位计或者阻旋料位开关因为料仓内粉尘不能正常工作，料仓内燃料分布不均造成的料位测量不准确以及因为测量设备被燃料堵塞不能工作的问题，可以直观反映并测量料仓料位并且准确输出能够表示料仓内能够表示燃料高度的料位信号。

【技术实现步骤摘要】
一种锅炉炉前料仓料位监控方法和系统
本专利技术涉及锅炉智能控制技术，更具体地，涉及一种锅炉炉前料仓料位监控方法和系统。
技术介绍
燃料经皮带机输送至炉前料仓，由布置在料仓底部的螺旋输送至出料口，通过调节料仓的出料螺旋速度，可以对锅炉的燃料供应量进行调节。锅炉炉前料仓作为进入锅炉的燃料缓冲料仓，用来缓冲皮带来料的不均匀。通过维持炉前料仓的一定料位，可以避免因炉前料仓前端的设备问题出现断料或者进料量不均匀，而使进入锅炉的燃料中断。炉前料仓保证进入锅炉的燃料稳定，满足锅炉负荷需求及燃烧稳定。炉前料仓料位料位监控是生物质锅炉实现自动控制的重要环节之一。目前，炉前料仓通常采用雷达料位计或者阻旋料位开关来测量料仓料位。(1)雷达料位计是基于时间行程原理的测量仪表，雷达波以光速运行，运行时间可以通过电子部件被转换成物位信号。探头发出高频脉冲并沿缆绳传播，当脉冲遇到物料表面时反射回来被仪表内的接收器接收，并将距离信号转化为物位信号。雷达波是一种特殊形式的电磁波，雷达料位计利用了电磁波的特殊性能来进行料位料位监控。电磁波的物理特性与可见光相似，传播速度相当于光速。其频率为300MHz-3000GHz。电磁波可以穿透空间蒸汽、粉尘等干扰源，遇到障碍物易于被反射，被测介质导电性越好或介电常数越大，回波信号的反射效果越好。雷达料位计是利用回波测距原理。发射天线向被测目标发射微波被测目标的微波被接收天线接收，信号处理器将发射信号与接收信号比较计算出被测距离并可算出相应的物位值微波脉冲来回传播时间t由下式决定:t＝2a/c式中a一天线到被测目标的距离c一微波传播的速度(光速)(2)阻旋式开关技术对于谷物、饲料、水泥、塑料颗粒及木屑等材料具有优异的料位监控性能。旋式控制器的工作原理是：采用交流微电机经减速后，带动监控叶片慢速旋转，当物料的料位上升使叶片的转动受到阻挡时，料位监控机构便围绕主轴产生旋转位移。此位移首先使一个微动开关动作，发出有料的信号。随后另一个微动开关动作，切断微电机的电源使其停止转动。只要仓内的料位不变，此种状态便将一直保持下去。当料位下降料位监控叶片不再受到阻挡时，料位监控机构便依靠弹簧拉力恢复原态。首先一个微动开关动作，接通电机电源使其旋转。随后另一个微动开关动作发出无料信号，只要没有物料阻挡监控叶片的转动，此种状态将一直保持下去目前现有的两种测量方法在实际的应用中都存在很大问题，无法准确的识别出料位高低。具体原因如下:生物质燃料中含有各种杂质，生物质锅炉炉前料仓内是多粉尘环境，雷达料位计使用中容易受到粉尘影响而造成雷达波无法发射到物体表面，特别是当雷达料位计的接收器上沉积大量粉尘时，从物体表面上反射的回波就不能被雷达料位计收到，从而雷达料位计无法正常工作。此外，料仓内的物料尺寸长短不一，偏差较大，很容易挂在阻旋料位开关的料位监控叶片上，造成阻旋料位开关卡涩而无法正常工作。雷达料位计或者阻旋料位开关都是安装在一个固定位置，进行固定位置的单点测量，因燃料的长度尺寸不一，因此燃料会在料仓内的分布不均，料仓中燃料的堆积形态也不固定，通常情况下，被料位监控位置是不能表示整个料仓的整体料位的。
技术实现思路
为克服现有技术的上述缺陷，本专利技术提出一种生物质锅炉炉前料仓料位监控方法和系统。根据本专利技术提出了一种生物质锅炉炉前料仓料位监控方法，包括以下步骤：步骤1：通过激光源照射炉前料仓，获取炉前料仓图像；步骤2：接收用户给出的下限基准线和间隔，确定扫描上限、扫描下限和扫描区域；步骤3：计算料位信息并向用户显示。进一步的，确定扫描上限、扫描下限和扫描区域包括：根据下限基准线和间隔计算获得与下限基准线平行的上限基准线；上限基准线和下限基准线向外扩展一定范围，确定扫描上限和扫描下限以及扫描区域。进一步的，计算料位信息包括：确定下限基准线斜率和斜率方程；沿平行于下限基准线的方向确定扫描线；确定扫描线的宽度及扫描点；判断扫描点是否为亮点；确定亮点数最多的扫描线为炉前料仓的料位高度线，从而得到炉前料仓的料位高度。其中，判断扫描点是否为亮点包括：确定基准灰度；如果扫描点的灰度值与基准灰度的差大于预设的差值，则扫描点为亮点；差值优选为20-50。根据本专利技术提出了一种生物质锅炉炉前料仓料位监控系统，包括：信号采集装置和识别装置；其中信号采集装置包括安装在料仓顶部的摄像机和至少一个激光源，激光源发出片状结构光，照射到料堆表面，会产生明亮的条形光斑；摄像机能够拍摄料仓全貌并将图像传送给识别装置；识别装置，用于确定料仓内料位的高度。进一步的，信号采集装置安装在密封罩内可活动的安装支架上，密封罩的前端设置有防磨玻璃，密封罩与料仓之间设置有高透光率的耐高温玻璃。进一步的，识别装置包括监控单元和扫描单元，其中，监控单元用于接收信号采集装置捕获的图像数据，并向用户显示；监控单元接收用户设定的下限基准线数据、间隔数据，确定扫描区域和扫描上限与扫描下限，并将图像和上下限基准线、扫描区域传输到扫描处理单元；扫描处理单元，用于确定料位高度信息。进一步的，扫描区域包括上限基准线和下限基准线向两侧各扩大一定的范围后所包括区域。进一步的，扫描处理单元通过对扫描区域的逐点比较标识出多个亮点，多个亮点的高度就是料仓相应位置的料位高度。优选的,确定扫描线的宽度,在所述扫描线的范围进行扫描获取亮点信息,扫描完毕后,亮点最多的扫描线中的亮点连线为料位高度线，表示料仓相应位置的高度。进一步的，扫描单元在料仓高度线高于上限基准线时，产生料位高信号，低于下限基准线时，产生料位低信号；根据料位高度线与上下基准线的相对位置，发出料位比例信号。进一步的，系统还可以包括信号输出装置和自动控制的吹扫装置。本专利技术的系统可以避免雷达料位计或者阻旋料位开关因为料仓内粉尘不能正常工作，料仓内燃料分布不均造成的料位测量不准确以及因为测量设备被燃料堵塞不能工作的问题，无论料仓内是否存在粉尘或者料仓内的燃料如何分布，本专利技术的系统都可以正常工作，可以直观反映并测量料仓料位并且准确输出能够表示料仓内能够表示燃料高度的料位信号。附图说明图1为本专利技术一个实施例的一种锅炉炉前料仓料位监控方法流程图；图2为本专利技术一个实施例的扫描方式示意图；图3为料位监控系统的结构示意图；图4为本专利技术一个实施例激光器照射形成光斑的示意图；图5为确定料位的示意图；图6为吹扫装置结构示意图。为了能明确实现本专利技术的实施例的结构，在图中标注了特定的尺寸、结构和器件，但这仅为示意需要，并非意图将本专利技术限定在该特定尺寸、结构、器件和环境中，根据具体需要，本领域的普通技术人员可以将这些器件和环境进行调整或者修改，所进行的调整或者修改仍然包括在后附的权利要求的范围中。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术提供的一种生物质锅炉炉前料仓料位监控方法和系统及系统进行详细描述。在以下的描述中，将描述本专利技术的多个不同的方面，然而，对于本领域内的普通技术人员而言，可以仅仅利用本专利技术的一些或者全部结构或者流程来实施本专利技术。为了解释的明确性而言，阐述了特定的数目、配置和顺序，但是很明显，在没有这些特定细节的情况下也可以实施本专利技术。在其他情况下，为了不混淆本专利技术，对于一些众所周知的特征将不再进行详细阐述。本专利技术的视频料位监控系统的技术原理：在基本无光的有限空间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物质锅炉炉前料仓料位监控方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：通过激光源照射炉前料仓，获取炉前料仓图像；步骤2：接收用户给出的下限基准线和间隔，确定扫描上限、扫描下限和扫描区域；步骤3：计算料位信息并向用户显示。

【技术特征摘要】
1.一种生物质锅炉炉前料仓料位监控方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：通过激光源照射炉前料仓，获取炉前料仓图像；步骤2：接收用户给出的下限基准线和间隔，确定扫描上限、扫描下限和扫描区域；步骤3：计算料位信息并向用户显示。2.根据权利要求1所述的监控方法，其特征在于，所述确定扫描上限、扫描下限和扫描区域包括：根据下限基准线和间隔计算获得与下限基准线平行的上限基准线；上限基准线和下限基准线向外扩展一定范围，确定扫描上限和扫描下限以及扫描区域。3.根据权利要求1所述的监控方法，其特征在于，所述计算料位信息包括：确定下限基准线斜率和斜率方程；沿平行于下限基准线的方向确定扫描线；确定扫描线的宽度及扫描点；判断扫描点是否为亮点；确定亮点数最多的扫描线为炉前料仓的料位高度线，从而得到炉前料仓的料位高度。4.根据权利要求3所述的监控方法，其特征在于，所述判断扫描点是否为亮点包括：确定基准灰度；如果扫描点的灰度值与基准灰度的差大于预设的差值，则所述扫描点为亮点；差值优选为20-50。5.一种生物质锅炉炉前料仓料位监控系统，其特征在于，所述系统包括信号采集装置和识别装置；其中所述信号采集装置包括安装在料仓顶部的摄像机和至少一个激光源，所述激光源发出片状结构光，照射到料堆表面，会产生明亮的条形光斑；所述摄像机能够拍摄料仓全貌并将图像传送给所述识别装置；所述识别装置，用于确定料仓内料位的高度。6.根据权利要求5所述的监控系统，其特征在于，所述信号采集装置安装在密封罩内能够活动的安装支架上，所述密封罩的前...

【专利技术属性】
技术研发人员：张喜，陈宪生，毕涛，齐广川，
申请(专利权)人：北京德普新源科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11