一种基于深度学习带自检的火焰探测器的制作方法

[0001]
本实用新型涉及一种火焰检测器技术领域，尤其是一种基于深度学习带自检的火焰探测器。


背景技术：

[0002]
目前市面上的火焰检测器，大多可以通过火焰周围产生的红外光来检测火焰强弱，但是由于燃烧室内部的火焰增益的情况下再添加燃料，很容易发生爆炸，如果不能及时提醒工人，则燃烧室内爆容易损坏该检测器。市面上的火焰检测器灵敏度差，不能同时检测多种燃料的火焰，并且对气流、噪声以及电源的波动的抗干扰能力较弱，从而影响了检测的效率和精度，满足不了使用者的需求，因此市场急需研制一种智能的一体化火焰检测器来帮助人们解决现有的问题。


技术实现要素：

[0003]
实用新型目的：提供一种基于深度学习带自检的火焰探测器，以解决现有技术存在的上述问题。
[0004]
技术方案：一种基于深度学习带自检的火焰探测器，包括：自检模块、cis传感器驱动模块、dsp采集模块、远程通讯模块、执行模块，所述自检模块通过控制指令切导通路径动使白炽灯调节模块运行，所述cis传感器驱动模块中采用多组电容并联的方式提高电压传输时的耐压特性；所述dsp采集模块中电容c12与电阻r21并联减小检测信号的阻抗，加快采集信号的传输，而电阻r3用于吸收电容c11的过放电保护释放储存电能的安全；所述远程通讯模块通过获取dsp采集模块的采集图像信息传递给计算机，而晶体管x1用于对获取的传输信号进行调制，确保传输信号的平稳；所述执行模块通过远程通讯模块来发出通知给上位机，或现场操作锅炉的人员，而电容c17一端接地过滤执行信号中的干扰信号，从而阻值噪声等外界对火焰的干扰，进而提高了响应速度。
[0005]
在进一步的实施例中，所述控制切换模块包括二极管d4、晶体管m1、晶体管m2、晶体管m3、电容c18、二极管d6、电容c19，其中所述二极管d4正极端分别与晶体管m1引脚1、晶体管m3引脚1、晶体管m2引脚1、控制输入指令in连接；所述二极管d4负极端分别与二极管d4负极端分别与晶体管m2引脚2、晶体管m1引脚3连接；所述晶体管m1引脚2分别与电容c18一端、二极管d6正极端、晶体管m1引脚3连接；所述晶体管m3引脚2分别与电容c19一端连接。
[0006]
在进一步的实施例中，所述白炽灯调节模块包括触发开关sb1、二极管d5、电阻r13、电阻r14、可变电阻rv2、白炽灯h1、电容c20、单向可控硅u7、二极管d7，其中所述触发开关sb1一端分别与二极管d5正极端、电容c18另一端、二极管d6负极端、电源+220v连接；所述二极管d5负极端与电阻r13一端连接；所述电阻r13另一端分别与电阻r14一端、电容c20一端、单向可控硅u7引脚1连接；所述电阻r14另一端分别与电容c20另一端、单向可控硅u7负极端、二极管d7负极端、电容c19另一端、地线gnd连接；所述可变电阻rv2引脚1和引脚2均与触发开关sb1另一端连接；所述可变电阻rv2引脚3与白炽灯h1一端连接；所述白炽灯h1另一
端分别与单向可控硅u7正极端、二极管d7正极端连接。
[0007]
在进一步的实施例中，所述cis传感器驱动模块包括稳压器u1、电容c1、电容c2、电容c4、电感l1、电感l2、电容c3、电容c5、电容c7、电容c6，其中所述稳压器u1引脚1分别与电容c1一端、输入电源+24v连接；所述电容c1另一端分别与电容c2一端、电容c4负极端、稳压器u1引脚2、地线gnd连接；所述稳压器u1引脚3分别与电容c2另一端、电容c4正极端、电感l1一端、电感l2一端连接；所述电感l1另一端分别与电容c3一端、电容c6正极端连接；所述电容c6负极端分别与电容c3另一端、地线gnd连接；所述电感l2另一端分别与电容c5正极端、电容c7正极端连接；所述电容c7负极端分别与电容c5负极端、地线gnd连接。
[0008]
在进一步的实施例中，所述dsp采集模块包括图像传感器t1、电容c10、电容c12、电阻r21、运算放大器u3、电阻r4、电容c11、电容c9、电阻r2、运算放大器u2、电阻r1、电容c8，其中所述图像传感器t1引脚1分别与运算放大器u2引脚7、运算放大器u3引脚7、电阻r4一端、电感l1另一端、电容c3一端、电容c6正极端连接；所述图像传感器t1引脚2与运算放大器u2引脚4连接；所述图像传感器t1引脚3分别与电容c9一端、电容c10一端连接；所述电容c10另一端分别与电阻r2一端、电阻r4另一端、运算放大器u3引脚4连接；所述电容c9另一端分别与电阻r2另一端、运算放大器u2引脚3连接；所述运算放大器u2引脚2分别与电阻r1一端、电容c8正极端连接；所述运算放大器u2引脚6分别与电阻r1另一端、电容c8负极端、电阻r3一端连接；所述电阻r3另一端与电容c11一端连接；所述电容c11另一端与运算放大器u3引脚2连接；所述运算放大器u3引脚3分别与电容c12一端、电阻r21一端连接；所述运算放大器u3引脚6分别与电阻r21另一端、电容c12另一端、显示器输出端out1。
[0009]
在进一步的实施例中，所述远程通讯模块包括电阻r6、二极管d1、电容c15、电阻r5、电容c13、电容c14、晶体管x1、单片机u5、通讯模块u4，其中所述电阻r6一端分别与电容c15一端、通信模块u4引脚1、图像传感器t1引脚1、运算放大器u2引脚7、运算放大器u3引脚7、电阻r4一端、电感l1另一端、电容c3一端、电容c6正极端连接；所述电阻r6另一端与二极管d6正极端连接；所述二极管d1负极端与单片机u5引脚8连接；所述电容c15另一端分别与电阻r5一端、单片机u5引脚9连接；所述电阻r5另一端与地线gnd连接；所述单片机u5引脚19分别与晶体管x1引脚1、电容c13一端连接；所述电容c13另一端分别与电容c14一端、地线gnd连接；所述电容c14另一端分别与晶体管x1引脚2、单片机u5引脚18连接；所述单片机u5引脚23与通讯模块u4引脚3连接；所述单片机u5引脚24与通讯模块u4引脚4连接；所述单片机u5引脚25与通讯模块u4引脚5连接；所述单片机u5引脚26与通讯模块u4引脚6连接；所述单片机u5引脚27与通讯模块u4引脚7连接；所述单片机u5引脚28与通讯模块u4引脚8连接；所述通讯模块u4引脚2与地线gnd连接。
[0010]
在进一步的实施例中，所述执行模块包括可变电阻rv1、电阻r7、电阻r8、运算放大器u6、电阻r10、电阻r9、电容c16、二极管d3、二极管d2、电阻r11、电容c17、电阻r12，其中所述可变电阻rv1引脚3与识别控制输入端input连接；所述可变电阻rv1引脚1与电阻r7一端连接；所述可变电阻rv1引脚2与电阻r8一端连接；所述电阻r7另一端分别与运算放大器u6引脚3、电阻r9一端、电容c16一端连接；所述电阻r8另一端与运算放大器u6引脚2连接；所述运算放大器u6引脚4分别与二极管d3正极端、地线gnd连接；所述运算放大器u6引脚6与电阻r10一端连接；所述电阻r10另一端分别与电阻r9另一端、电容c16另一端、电阻r11一端连接；所述二极管d3负极端与二极管d2正极端连接；所述二极管d2负极端分别与电阻r6一端、
电容c15一端、通信模块u4引脚1、图像传感器t1引脚1、运算放大器u2引脚7、运算放大器u3引脚7、电阻r4一端、电感l1另一端、电容c3一端、电容c6正极端连接；所述电阻r11另一端与电容c17一端连接；所述电容c17另一端分别与电阻r12一端、地线gnd连接；所述电阻r12另一端与执行输出端output连接。
[0011]
在进一步的实施例中，所述二极管d1、所述二极管d3型号均为稳压二极管；所述电容c4、所述电容c5、所述电容c6、所述电容c7型号均为电解电容；所述稳压器u1型号为ams1117；所述单片机u5型号为at8951；所述通讯模块u4型号为nrf24l。
[0012]
有益效果：本实用新型的创新点1. 相比ccd器件而言，cis传感器，响应速度快，结构简单，容易和其他电路部分集成，成本较低，有较宽的光谱响应，cis在红外波长也有较大的响应输出，适合各种广谱的火焰波长的成像。
[0013]
创新点2.采用深度学习的卷积神经网络对火焰图像建模，在线实地训练深度网络，对真实的火焰特征的提取和识别，通过系统性能调优可获得实时精准的检测效果。在训练过程中，人为的加入气流、噪声等外界对火焰的干扰项，增加了训练后模型的鲁棒性。
[0014]
创新点3. 检测器采用探头和信号处理模块分离的设计，方便远程控制、调试和训练模型，无需人员靠近锅炉据可以操作火焰检测器和检测火焰状态。
[0015]
创新点4. 检测器的电路模块化高，多采用集成元件，可靠性高，适合工作在恶劣的工作条件下。
附图说明
[0016]
图1是本实用新型深度学习带自检火焰探测流程图。
[0017]
图2是本实用新型模块电路分布图。
[0018]
图3是本实用新型自检模块电路图。
[0019]
图4是本实用新型cis传感器驱动模块电路图。
[0020]
图5本实用新型dsp采集模块电路图。
[0021]
图6是本实用新型远程通讯模块电路图。
[0022]
图7是本实用新型执行模块电路图。
具体实施方式
[0023]
参见图1至图7所示，一种基于深度学习带自检的火焰探测器，包括：所述控制切换模块包括二极管d4、晶体管m1、晶体管m2、晶体管m3、电容c18、二极管d6、电容c19。
[0024]
所述白炽灯调节模块包括触发开关sb1、二极管d5、电阻r13、电阻r14、可变电阻rv2、白炽灯h1、电容c20、单向可控硅u7、二极管d7。
[0025]
所述cis传感器驱动模块包括稳压器u1、电容c1、电容c2、电容c4、电感l1、电感l2、电容c3、电容c5、电容c7、电容c6。
[0026]
所述dsp采集模块包括图像传感器t1、电容c10、电容c12、电阻r21、运算放大器u3、电阻r4、电容c11、电容c9、电阻r2、运算放大器u2、电阻r1、电容c8。
[0027]
所述远程通讯模块包括电阻r6、二极管d1、电容c15、电阻r5、电容c13、电容c14、晶体管x1、单片机u5、通讯模块u4。
[0028]
所述执行模块包括可变电阻rv1、电阻r7、电阻r8、运算放大器u6、电阻r10、电阻
r9、电容c16、二极管d3、二极管d2、电阻r11、电容c17、电阻r12。
[0029]
所述控制切换模块中所述二极管d4正极端分别与晶体管m1引脚1、晶体管m3引脚1、晶体管m2引脚1、控制输入指令in连接；所述二极管d4负极端分别与二极管d4负极端分别与晶体管m2引脚2、晶体管m1引脚3连接；所述晶体管m1引脚2分别与电容c18一端、二极管d6正极端、晶体管m1引脚3连接；所述晶体管m3引脚2分别与电容c19一端连接。
[0030]
所述白炽灯调节模块中所述触发开关sb1一端分别与二极管d5正极端、电容c18另一端、二极管d6负极端、电源+220v连接；所述二极管d5负极端与电阻r13一端连接；所述电阻r13另一端分别与电阻r14一端、电容c20一端、单向可控硅u7引脚1连接；所述电阻r14另一端分别与电容c20另一端、单向可控硅u7负极端、二极管d7负极端、电容c19另一端、地线gnd连接；所述可变电阻rv2引脚1和引脚2均与触发开关sb1另一端连接；所述可变电阻rv2引脚3与白炽灯h1一端连接；所述白炽灯h1另一端分别与单向可控硅u7正极端、二极管d7正极端连接。
[0031]
所述cis传感器驱动模块中所述稳压器u1引脚1分别与电容c1一端、输入电源+24v连接；所述电容c1另一端分别与电容c2一端、电容c4负极端、稳压器u1引脚2、地线gnd连接；所述稳压器u1引脚3分别与电容c2另一端、电容c4正极端、电感l1一端、电感l2一端连接；所述电感l1另一端分别与电容c3一端、电容c6正极端连接；所述电容c6负极端分别与电容c3另一端、地线gnd连接；所述电感l2另一端分别与电容c5正极端、电容c7正极端连接；所述电容c7负极端分别与电容c5负极端、地线gnd连接。
[0032]
所述dsp采集模块中所述图像传感器t1引脚1分别与运算放大器u2引脚7、运算放大器u3引脚7、电阻r4一端、电感l1另一端、电容c3一端、电容c6正极端连接；所述图像传感器t1引脚2与运算放大器u2引脚4连接；所述图像传感器t1引脚3分别与电容c9一端、电容c10一端连接；所述电容c10另一端分别与电阻r2一端、电阻r4另一端、运算放大器u3引脚4连接；所述电容c9另一端分别与电阻r2另一端、运算放大器u2引脚3连接；所述运算放大器u2引脚2分别与电阻r1一端、电容c8正极端连接；所述运算放大器u2引脚6分别与电阻r1另一端、电容c8负极端、电阻r3一端连接；所述电阻r3另一端与电容c11一端连接；所述电容c11另一端与运算放大器u3引脚2连接；所述运算放大器u3引脚3分别与电容c12一端、电阻r21一端连接；所述运算放大器u3引脚6分别与电阻r21另一端、电容c12另一端、显示器输出端out1。
[0033]
所述远程通讯模块中所述电阻r6一端分别与电容c15一端、通信模块u4引脚1、图像传感器t1引脚1、运算放大器u2引脚7、运算放大器u3引脚7、电阻r4一端、电感l1另一端、电容c3一端、电容c6正极端连接；所述电阻r6另一端与二极管d6正极端连接；所述二极管d1负极端与单片机u5引脚8连接；所述电容c15另一端分别与电阻r5一端、单片机u5引脚9连接；所述电阻r5另一端与地线gnd连接；所述单片机u5引脚19分别与晶体管x1引脚1、电容c13一端连接；所述电容c13另一端分别与电容c14一端、地线gnd连接；所述电容c14另一端分别与晶体管x1引脚2、单片机u5引脚18连接；所述单片机u5引脚23与通讯模块u4引脚3连接；所述单片机u5引脚24与通讯模块u4引脚4连接；所述单片机u5引脚25与通讯模块u4引脚5连接；所述单片机u5引脚26与通讯模块u4引脚6连接；所述单片机u5引脚27与通讯模块u4引脚7连接；所述单片机u5引脚28与通讯模块u4引脚8连接；所述通讯模块u4引脚2与地线gnd连接。
[0034]
所述执行模块中所述可变电阻rv1引脚3与识别控制输入端input连接；所述可变电阻rv1引脚1与电阻r7一端连接；所述可变电阻rv1引脚2与电阻r8一端连接；所述电阻r7另一端分别与运算放大器u6引脚3、电阻r9一端、电容c16一端连接；所述电阻r8另一端与运算放大器u6引脚2连接；所述运算放大器u6引脚4分别与二极管d3正极端、地线gnd连接；所述运算放大器u6引脚6与电阻r10一端连接；所述电阻r10另一端分别与电阻r9另一端、电容c16另一端、电阻r11一端连接；所述二极管d3负极端与二极管d2正极端连接；所述二极管d2负极端分别与电阻r6一端、电容c15一端、通信模块u4引脚1、图像传感器t1引脚1、运算放大器u2引脚7、运算放大器u3引脚7、电阻r4一端、电感l1另一端、电容c3一端、电容c6正极端连接；所述电阻r11另一端与电容c17一端连接；所述电容c17另一端分别与电阻r12一端、地线gnd连接；所述电阻r12另一端与执行输出端output连接。
[0035]
工作原理：晶体管m1、晶体管m2和晶体管m3根据控制指令切换导通路径，实现自检光源电路的得电，使触发sb1闭合，白炽灯h1运行，从而生成光源测试电路，再根据可变电阻rv2的调节实现不同亮度的图像训练，而电容c1一端获取输入电源+24v，从而对获取的输入电源进行储存，用于维持电路中电压的平衡，稳压器u1用于将输入端发生波段的电压进行稳压处理，保证输出端电压的稳定，减少对采集电路的影响，而电容c2和电容c4并联提高输出电压的耐压值，在通过电容c3与电容c6、电容c5和电容c7并联的方式提高电压传输时的耐压特性，而电感l1和电感l2用于稳定输出电流；电容c10获取图像传感器t1获取电能，进而储存起来提高电路信号的快速传输，而电容c9给运算放大器u2提供启动缓冲电压，调高运算响应，电容c12和电阻r21、电容c8和电阻r1并联减小检测信号的阻抗，加快采集信号的传输，提高响应速度；而电阻r3用于吸收电容c11的过放电保护释放储存电能的安全；远程通讯模块通过获取dsp采集模块的采集图像信息传递给计算机，而晶体管x1用于对获取的传输信号进行调制，确保传输信号的平稳，电阻r6根据单片机u5所需电压进行调节，再通过二极管d1的单向导电性传输给单片机u5；而执行模块通过远程通讯模块来发出通知给上位机，或现场操作锅炉的人员，而内部电容c17一端接地过滤执行信号中的干扰信号，从而阻值噪声等外界对火焰的干扰，进而提高了响应速度。
[0036]
以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本实用新型的保护范围。