紫红外双波长复合检测器制造技术

本发明专利技术公开了一种紫红外双波长复合检测器，包括中心处理器单元电路、紫外检测电路、红外检测电路、数码显示电路、火焰强度输出电路、有火无火继电器触点开关输出电路、电路故障诊断报警输出电路。中心处理器单元电路包括STM32F103RXT6中心处理器U1、第一晶振电路、第二晶振电路、复位电路。本发明专利技术采用紫、红外两个不同波长的探头，分别对火焰不同波长区域中的光线信号的采集，经由中心处理器内部程序处理并与内存中相关的背景阈值和带宽预存值进行比较、控制，在各种工况条件下均能对有无火焰及火焰强度做出准确地判断和输出，提高了火焰传感器的可靠性，且具有自诊断功能，能定时对电路自身主要器件进检测诊断输出。

UV-IR dual wavelength composite detector

【技术实现步骤摘要】
紫红外双波长复合检测器
本专利技术属于火焰监测器领域，特别涉及一种紫红外双波长复合检测器。
技术介绍
石油、化工、电力钢铁以及环保领域中应用着各种工业炉，火焰监测器是保证工业炉安全运行的核心器件，因此，火焰监测器的性能决定着工业炉系统的性能。工业炉炉膛中的火焰的特点如下：第一，火焰燃烧时会辐射出大量的光线，火焰光谱连续，范围广，具有较强的脉动性波长从小到大依次为紫外线区、可见光区、远红外线区；第二，随着节能环保及废物利用要求的提高，燃烧的燃料的种类（如气体燃料、液体燃料、固体燃料及其气液相复合燃料）越来越复杂，燃料成分和热值的高低变化。不同的燃烧工况，特别是燃料性质及组分变化比较频繁的工况，对火焰传感器的要求越来越高。单一紫外、红外的火焰传感器难以满足这种复杂工况的需求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有火焰传感器难以满足复杂工况的需求，提供一种紫红外探头融合、可以满足复杂工况的需求、提高火焰检测的可靠性和准确性的紫红外双波长复合检测器。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种紫红外双波长复合检测器，包括中心处理器单元电路和分别与中心处理器单元电路相连的紫外检测电路、红外检测电路、数码显示电路、火焰强度输出电路、有火无火继电器触点开关输出电路、电路故障诊断报警输出电路。所述中心处理器单元电路包括STM32F103RXT6中心处理器U1和分别与STM32F103RXT6中心处理器U1相连的第一晶振电路、第二晶振电路、复位电路。r>在其中一个实施例中，所述STM32F103RXT6中心处理器U1是嵌入式ARM处理器，最高72MHz工作频率，且内嵌2个2位的模拟/数字转换器电路。在其中一个实施例中，所述紫外检测电路探测的是0.19～0.29μm的紫外光线，所述紫外检测电路包括紫外光敏管J1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第一二极管V1和第二二极管V2、第一运放U2-1。第六电容C6和第七电容C7分别连接在第二电阻R2的两端，第二电阻R2的一端与300V电源相连，另一端与紫外光敏管J1的一端相连，紫外光敏管J1的另一端分别与第三电阻R3、第一二极管V1、第二二极管V2、第八电容C8以及第四电阻R4的一端相连，第三电阻的另一端接地，第一二极管V1的另一端与5V电源相连，第二二极管V2的另一端接地，第八电容C8的另一端接地，第四电阻R4的另一端与第一运放U2-1的3脚相连，第一运放U2-1的1脚分别与第六电阻R6、第七电阻R7以及第九电容C9的一端相连，第九电容C9的另一端与第五电阻R的一端5相连，第一运放U2-1的2脚分别与第五电阻R5和第七电阻R7的另一端相连，第五电阻R5远离第一运放U2-1的2脚的那端接地，第六电阻R6远离第一运放U2-1的1脚的那端与STM32F103RXT6中心处理器U1的PA2脚相连。在其中一个实施例中，所述红外检测电路探测的是4.20～4.50μm的红外光线，所述红外检测电路包括红外探头J2、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第二运放U2-2。红外探头J2分别与5V电源、地、第七电阻R7以及第十电容C10的一端相连，第七电阻R7的另一端接地，第十电容的另一端分别与第十一电容C11、第八电阻R8、第十二电容C12的一端相连，第十二电容C12的另一端与第九电阻R9的一端相连，第九电阻的另一端与第二运放U2-2的5脚相连，第二运放U2-2的7脚分别与第十二电阻R12、第十一电阻R11、第十三电容C13的一端相连，第二运放U2-2的6脚分别与第十一电阻R11、第十三电容C13的另一端以及第十电阻R10的一端相连，第十电阻R10远离第二运放U2-2的6脚的那端接地，第十二电阻R12远离第二运放U2-2的7脚的那端与STM32F103RXT6中心处理器U1的PA4脚相连。在其中一个实施例中，所述第一晶振电路为由第一晶振X1、第一电容C1、第二电容C2构成的8MHz工作频率电路，第一晶振X1的1脚与STM32F103RXT6中心处理器U1的PC14脚相连，第一晶振X1的2脚与STM32F103RXT6中心处理器U1的PC15脚相连。所述第二晶振电路为由第二晶振X2、第三电容C3、第四电容C4构成的8MHz工作频率电路，第二晶振X2的1脚与STM32F103RXT6中心处理器U1的PD0脚相连，第二晶振X2的2脚与STM32F103RXT6中心处理器U1的PD1脚相连。所述复位电路包括第一电阻R1、第五电容C5、手动复位按钮K1，手动复位按钮K1与第五电容C5并联后与第一电阻R1串联，串联的中点与STM32F103RXT6中心处理器U1的7脚相连。在其中一个实施例中，所述数码显示电路包括译码器U6、数码管U4，STM32F103RXT6中心处理器U1通过其61脚和62脚输出数据信号至译码器U6的8脚和1脚，经译码器U6译码后再由译码器U6的3脚、4脚、5脚、6脚、10脚、11脚、12脚、13脚输出，再分别经第十九电阻R19、第二十R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26送入数码管U4的3脚、5脚、10脚、1、2脚、4脚、7脚、9脚由数码管U4显示。数码管U4为二位型，显示位由选位电路确定，第一位的位选端通过第四三极管Q4连接STM32F103RXT6中心处理器U1的8脚,第二位的位选端通过第三三极管Q3连接STM32F103RXT6中心处理器U1的11脚。在其中一个实施例中，火焰强度输出电路包括第三运放U3、第一三极管Q1、第十三电阻R13、第十四电阻R14，火焰强度信号经STM32F103RXT6中心处理器U1的21脚输出至第三运放U3的+端，负载中的电流在第十四电阻R14上形成压降，在第一三极管Q1的集电极与第十三电阻R13之间可以得到4～20mA的信号。在其中一个实施例中，有火无火继电器触点开关输出电路包括第十六电阻R16、第二继电器KA2，第二继电器KA2的一端通过第十六电阻R16连接5V电源，第二继电器KA2的另一端与STM32F103RXT6中心处理器U1的39脚相连。在其中一个实施例中，电路故障诊断报警输出电路包括第十五电阻R15、第一继电器KA1，第一继电器KA1的一端通过第十五电阻R15连接5V电源,第一继电器KA1的另一端与STM32F103RXT6中心处理器U1的35脚相连。本专利技术的优点及有益效果：1、本专利技术利用火焰光谱特征、火焰闪烁特征，分别采用紫、红外探头对不同特征波段上的火焰光进行探测处理；该检测器是专为监测燃烧器火焰而设计的，适用于多燃烧器及单燃烧器工业炉（包括锅炉、反应炉、焚烧炉、加热炉等），适用的燃料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种紫红外双波长复合检测器，其特征在于，包括中心处理器单元电路和分别与中心处理器单元电路相连的紫外检测电路、红外检测电路、数码显示电路、火焰强度输出电路、有火无火继电器触点开关输出电路、电路故障诊断报警输出电路；/n所述中心处理器单元电路包括STM32F103RXT6中心处理器U1和分别与STM32F103RXT6中心处理器U1相连的第一晶振电路、第二晶振电路、复位电路。/n

【技术特征摘要】
1.一种紫红外双波长复合检测器，其特征在于，包括中心处理器单元电路和分别与中心处理器单元电路相连的紫外检测电路、红外检测电路、数码显示电路、火焰强度输出电路、有火无火继电器触点开关输出电路、电路故障诊断报警输出电路；
所述中心处理器单元电路包括STM32F103RXT6中心处理器U1和分别与STM32F103RXT6中心处理器U1相连的第一晶振电路、第二晶振电路、复位电路。


2.根据权利要求1所述的紫红外双波长复合检测器，其特征在于，所述STM32F103RXT6中心处理器U1是嵌入式ARM处理器，最高72MHz工作频率，且内嵌2个2位的模拟/数字转换器电路。


3.根据权利要求1所述的紫红外双波长复合检测器，其特征在于，所述紫外检测电路探测的是0.19～0.29μm的紫外光线，所述紫外检测电路包括紫外光敏管J1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第一二极管V1和第二二极管V2、第一运放U2-1；
第六电容C6和第七电容C7分别连接在第二电阻R2的两端，第二电阻R2的一端与300V电源相连，另一端与紫外光敏管J1的一端相连，紫外光敏管J1的另一端分别与第三电阻R3、第一二极管V1、第二二极管V2、第八电容C8以及第四电阻R4的一端相连，第三电阻的另一端接地，第一二极管V1的另一端与5V电源相连，第二二极管V2的另一端接地，第八电容C8的另一端接地，第四电阻R4的另一端与第一运放U2-1的3脚相连，第一运放U2-1的1脚分别与第六电阻R6、第七电阻R7以及第九电容C9的一端相连，第九电容C9的另一端与第五电阻R的一端5相连，第一运放U2-1的2脚分别与第五电阻R5和第七电阻R7的另一端相连，第五电阻R5远离第一运放U2-1的2脚的那端接地，第六电阻R6远离第一运放U2-1的1脚的那端与STM32F103RXT6中心处理器U1的PA2脚相连。


4.根据权利要求1所述的紫红外双波长复合检测器，其特征在于，所述红外检测电路探测的是4.20～4.50μm的红外光线，所述红外检测电路包括红外探头J2、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第二运放U2-2；
红外探头J2分别与5V电源、地、第七电阻R7以及第十电容C10的一端相连，第七电阻R7的另一端接地，第十电容的另一端分别与第十一电容C11、第八电阻R8、第十二电容C12的一端相连，第十二电容C12的另一端与第九电阻R9的一端相连，第九电阻的另一端与第二运放U2-2的5脚相连，第二运放U2-2的7脚分别与第十二电阻R12、第十一电阻R11、第十三电容C13的一端相连，第二运放U2-2的6脚分别与第十一电阻R11、第十三电容C13的另一端以及第十电阻R10的一端相连，第十电阻R10远离第二运放U2-2的6脚的那...

【专利技术属性】
技术研发人员：周海明，黄腾飞，游述怀，甘孝冬，田超，罗智威，杜胜球，车波，
申请(专利权)人：岳阳钟鼎热工电磁科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43