一种磨煤机用抽取式一氧化碳浓度实时检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种检测装置，具体涉及磨煤机用抽取式一氧化碳浓度实时检测装置，属于工业检测技术领域。
【背景技术】
[0002]磨煤机是一类典型的燃料粉碎系统，在电热电厂中，磨煤机是用于制造锅炉燃烧所需煤粉的核心设备，其工作运行状况对整个电厂系统的经济盈利性和安全可靠性有重要的影响。
[0003]为了提高煤的使用效率，企业用煤大多数采用喷煤方式燃烧，磨煤机在磨煤粉过程中由于机器摩擦环境温度会升高，这个过程中会产生一氧化碳气体，如果磨煤机中CO浓度过高，遇到高温或者机械摩擦的火花会燃烧甚至爆炸，因此，对CO浓度的检测和控制是十分重要和必要的。
[0004]目前，国内外检测一氧化碳气体浓度方法众多，其中较为成熟和通用的主要有电化学法和红外吸收法。电化学法原理简单，成本低廉，但受周围环境影响较大，而且需要经常更换化学原料，不利于长时间使用；红外吸收法检测气体浓度精度较高，灵敏度高，受周围环境的影响较小，响应速度快，适合工厂实时检测的要求。现在国内使用的磨煤机检测一氧化碳的装置一般采用国外进口产品，不仅价格高昂，而且后期维护也很复杂，不利于国内电厂大规模化使用。另外，在现有的一氧化碳检测装置中，其中的信号处理电路普遍采用直流耦合型放大光电检测装置，这种装置对光源以及探测器的要求十分严格，易受温度变化及光源老化等不利因素影响；对于直流耦合型放大电路而言，即使采用差分式的放大电路，也很难克服放大器的零点漂移和温度漂移，如果测量精度要求很高，对放大电路的输入端的电流漂移和探测器的漏电流变化的要求也越严格，大大增加了装置的设计成本，同时后期维护也很不方便。
[0005]鉴于上述种种原因，迫切需要一种新的一氧化碳浓度检测装置，无论磨煤机处于运转还是停运状态，装置都能够实时检测一氧化碳气体含量，而且需要有效控制生产成本和维护费用。
【实用新型内容】
[0006]为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种测量精度高、受环境影响小且成本相对较低的磨煤机用一氧化碳浓度实时检测装置，确保安全性。
[0007]为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案:
[0008]一种磨煤机用抽取式一氧化碳浓度实时检测装置，包括:设有两个进气口和一个出气口的机箱，两个进气口分别用于通入压缩空气和待测烟道气体，机箱内设有一氧化碳浓度检测通道、自动调零校准通道和防堵塞反吹扫通道；机箱内安装有发射模块、接收模块、测量室、将待测气体抽取至测量室内的气力输送器、三通球阀、反吹扫电磁阀、控制模块和显示模块；三通球阀和反吹扫电磁阀用于实现在三个通道之间的切换；所述发射模块发出的红外射线经测量室后被接收模块接收，接收模块将光信号转化为电信号然后送入与之相连的控制模块，所述控制模块与显示模块之间通过串口相连。接收模块接收到发射模块发出的红外射线后将光信号转化为电信号，送入控制模块，控制模块对信号进行滤波和放大后再进行A/D转换并计算一氧化碳浓度，计算过程为现有技术中的惯用方法，最后将计算结果发送给显示模块进行显示。
[0009]具体地，前述发射模块由黑体红外光源、步进电机及切光片组成，所述步进电机对红外光源进行脉冲调制。
[0010]优选地，前述接收模块为仅对脉冲光有响应的热释电探测器，采用双通道接口，一路为参考通道，另一路为测量通道；这样可以省去参考气室，简化了系统结构。
[0011]进一步地，前述热释电探测器上有窄带滤光片，能够供3.9-5微米的红外光通过，参考通道对4微米红外光敏感，测量通道对4.6微米红外光敏感。
[0012]具体地，前述控制模块包括信号采集处理单元和第一单片机，第一单片机用于接收信号采集处理单元发送过来的数据，计算一氧化碳浓度、监控温度压力和控制各阀门动作，使系统自动完成反吹扫、调零和浓度检测。
[0013]优选地，前述信号采集处理单元采用积分调制电路，抗干扰性强，包括:前置放大电路、带通滤波电路、模拟开关、整流电路、RC滤波电路、后置放大电路及A/D转换电路；热释电探测器将光信号转化成交流电压信号，由前置放大电路放大再经带通滤波电路滤除干扰后用模拟开关将负值信号翻转并滤除异频信号，信号再经整流电路整流后进行RC滤波，将交流信号滤成稳定的直流信号，直流信号经后置放大电路放大后再进行A/D转换，转换成数字信号后送至第一单片机进行浓度计算。
[0014]具体地，前述显示模块包括第二单片机、IXD显示器及电源电路，其中，第二单片机用于显示一氧化碳浓度、控制继电器报警以及和上位机进行485通信。
[0015]优选地，前述第一单片机和第二单片机均为AVR单片机，两者之间通过串口进行通信。
[0016]进一步地，在通入待测烟道气体的进气口处安装一干燥过滤器。
[0017]再进一步地，前述测量室内安装有加热电阻，其目的在于:水蒸气的红外吸收峰和一氧化碳的红外吸收峰有一定的重合，且透镜上产生冷凝水对光路会有一定的影响，因此采用了加热电阻能够防止吸入的气体产生冷凝水，从而避免水蒸气对测量结果的影响。
[0018]本实用新型的有益之处在于:(1)、本实用新型采用气力输送器利用气流的能量在密闭管道内抽取磨煤机内的待测烟道气体，结构简单，维护成本也较低，还避免了测量室内压力变化对测量结果的影响；(2)、在机箱内设有一氧化碳浓度检测通道、自动调零校准通道和防堵塞反吹扫通道，通过三通球阀和反吹扫电磁阀的配合作用，实现在三种通道间进行灵活切换，完成检测待测气体浓度、防堵塞反吹扫和调零校准，并且在掉电情况下反吹扫电磁阀处于常开状态，持续对进气口通压缩空气，保证进气口不堵塞，确保装置能够长时间安全、稳定地工作；(3)、信号采集处理单元采用积分调制电路，增加了抗外界干扰能力；
(4)、接收模块采用双通道热释电探测器，具有温度补偿功能，系统结构简单，检测精度高；
(5)、利用控制模块和显示模块将数据处理和显示分块处理，使得装置内的系统运行更加流畅，信号采集更准确，也避免了采集的信号因为远距离传输而产生误差；(6)、此外，测量室内安装有加热电阻，对吸入的待测气体加热，避免待测气体在测量室内产生冷凝水，进而减少冷凝水对测量结果的干扰。综上，本实用新型的检测装置具有检测精度高、响应速度快、维护成本低、受环境影响小等优点，能够广泛应用于热电厂磨煤机中对一氧化碳浓度进行实时检测，具有良好的工业应用前景。
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型的一种磨煤机用抽取式一氧化碳浓度实时检测装置的结构示意图；
[0020]图2是本实用新型的检测装置的信号采集处理单元的电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]以下结合附图和具体实施例对本实用新型作具体的介绍。
[0022]参见图1，本实用新型的磨煤机用抽取式一氧化碳浓度实时检测装置，包括:设有两个进气口和一个出气口的机箱，两个进气口分别用于通入压缩空气和待测烟道气体。
[0023]机箱为封闭式的，其内部安装有发射模块、接收模块、测量室、将待测气体抽取至测量室内的气力输送器、三通球阀、反吹扫电磁阀、控制模块和显示模块。检测过程中，接收模块接收到发射模块发出的红外射线后将光信号转化为电信号，送入控制模块，控制模块对信号进行滤波和放大后再进行A/D转换并计算一氧化碳浓度，计算过程采用现有技术中普遍常用的计算模块，最后将计算结果发送给显示模块进行显示，控制模块与显示模块之间通过串口相连。
[0024]如图1所示，本实用新型的检测装置的机箱内设有A、B、C三个通道，分别为一氧化碳浓度检测通道A、自动调零校准通道B和防堵塞反吹扫通道C，三通球阀和反吹扫电磁阀用于实现在三个通道之间的切换。
[0025]在检测模式时，三通球阀转向A通道，气力输送器在压缩空气的作用下产生吸力，将磨煤机内的待测气体缓慢均匀地吸到测量室内，优选地，在通入待测烟道气体的进气口处安装一干燥过滤器，以对煤粉和水蒸气进行初步过滤；在调零校准模式时，三通球阀转向B通道，压缩空气将测量室内的残留一氧化碳气体全部吹走，则测量室内无一氧化碳气体，理想浓度为0，按此浓度对系统进行调零校准；另外，由于磨煤机内煤粉较多，长时间抽取磨煤机内的气体可能会堵塞待测气体进气口，所以需要定时对进气口进行反吹扫，反吹扫模式时，三通球阀转向B通道，反吹扫电磁阀通过脉冲式控制对干燥过滤器进行清洁，同时监控压力衰减所需时间，如果干燥过滤器被堵塞，则压力需要数秒的时间(通常为干燥过滤器通