专利名称：一种硅钢保温炉火焰监视装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及检测技术领域，主要适用于硅钢保温时对火焰状态的监视。
背景技术：
取向硅钢的生产要求非常严格，从连铸机出来的钢坯，在热轧轧制生产前，不能降低到常温状态，否则会成为废品，钢坯先堆放到保温炉进行保温。保温炉炉内温度在800°C 以下，其温度会低于燃气的燃点，当火焰熄灭后再次进入炉内的燃料不会马上点燃，如果火焰熄灭不能及时发现，会造成燃料气体大量注入炉内，造成炉温降低，混合比例达到一定范围时遇明火会引起爆炸，对人身和设备造成伤害，因此需要对火焰状态进行监视。目前，对于低温炉窑的烧嘴火焰监视，通常采用紫外光法和离子电流法。这两种方法具有使用方便、灵敏度高的特点，在使用初期的问题不大，但随着使用周期的延长，暴露出传感器镜头脏污、电极损耗较快等问题，在火焰没有熄灭的情况下出现误报警，如对灵敏度进行调整，又可能会造成火焰熄灭后不报警的情况。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种硅钢保温炉火焰监视装置，它通过监测保温炉烧嘴火焰附近的炉内温度、相关阀位、燃气压力、燃气总管流量、助燃空气压力的变化，准确判断出火焰的状态，当火焰熄灭时能够准确发出报警，具有准确性高、误报率低的特点。为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种硅钢保温炉火焰监视装置，包括温度传感器、线性化处理单元、计算机控制单元和报警器；所述温度传感器设置于保温炉上；所述线性化处理单元的输入端与所述温度传感器连接，线性化处理单元的输出端与所述计算机控制单元输入端连接；计算机控制单元的输入端还分别与保温炉的燃气压力检测装置、燃气流量检测装置、燃气管道流量调节阀、空气管道流量调节阀、燃烧支管切断阀连接，计算机控制单元的输出端与所述报警器连接。对上述基础结构进行改进的技术方案为，还包括斜率检测装置；所述线性化处理单元的输出端分为两路，一路与所述斜率检测装置的输入端连接，另一路与所述计算机控制单元输入端连接；斜率检测装置的输出端与所述报警器连接。对上述改进方案进行优选的技术方案为，所述斜率检测装置包括信号微分电路、 信号比较单元；所述信号微分电路与所述信号比较单元连接。对上述方案进行进一步优选的技术方案为，所述计算机控制单元中设置有烧嘴处于临界燃烧状态时，火焰的温度数据、燃气流量数据、燃气压力数据、阀门开度数据；或，所述计算机控制单元中设置有温度、燃气流量、燃气压力、阀门开度在正常状态下的数据范围。[0013]对上述方案进行进一步改进的技术方案为，所述计算机控制单元中设置有烧嘴处于临界燃烧状态时，火焰的温度数据、燃气流量数据、燃气压力数据、阀门开度数据；还设置有温度、燃气流量、燃气压力、阀门开度在正常状态下的数据范围。对上述方案进行进一步优选的技术方案为，所述线性化处理单元包括非线性处理电路、A/D转换器、EPROM存储单元、传感器选择电路；所述非线性处理电路、A/D转换器、 EPROM存储单元、传感器选择电路顺序连接。更加优选的技术方案为，所述温度传感器设置于保温炉的烧嘴旁。本实用新型的有益效果在于I.本实用新型利用保温炉烧嘴火焰附近的炉内温度，以及相关阀位、燃气压力、燃气总管流量、助燃空气压力的变化，准确判断出火焰的状态，具有准确性高、误报率低的技术特点，能够解决传统检测方法存在的误报和不报警的问题，可靠性高，性能稳定。2.本发明针对硅钢保温炉温度低于燃气燃点的特点，解决了现有技术误报率高的问题，对于提高设备运行可靠性，减少设备和人身事故具有重要意义。3.通过采用斜率检测装置与计算机控制单元同时对炉内温度的变化进行监控，从而判断出火焰状态是否正常，双重监控，进一步防止漏报警状况的发生。4.计算机控制单元采用将采集到的实时数据与烧嘴处于临界燃烧状态时的数据进行比较判断之外，还结合了将采集到的实时数据与火焰处于正常状态下时各数据的取值范围进行比较的方式对火焰状态进行综合判断，进一步提高了判断的准确性。本实用新型利用保温炉烧嘴火焰附近的炉内温度，以及相关阀位、燃气压力、燃气总管流量、助燃空气压力的变化，准确判断出火焰的状态，在发生火焰熄灭时准确发出报警，具有准确性高、误报率低的技术特点，能够解决传统检测方法存在的误报和不报警的问题，可靠性高，性能稳定，结构简单，易于制作，使用效果好，适于推广应用。
图I为本实用新型实施例的结构示意图。图2为本实用新型实施例中温度传感器的现场安装示意图。其中，I-空气管道，2-燃气管道，3-保温炉烧嘴，4-温度传感器，5-线性化处理单元，6-计算机控制单元，7-斜率检测装置，8-报警器，9-燃气压力信号，10-燃气流量信号， 11-阀位信号，12-切断阀，13-调节阀，14-待保温的钢坯。
具体实施方式
为进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，
以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的硅钢保温炉火焰监视装置的具体实施方式
及工作原理进行详细说明。图2是本实用新型实施例中温度传感器的现场安装示意图，待保温的钢坯15放置在堆垛上，共2个堆垛，炉壳将钢坯14罩住，通过烧嘴3供热，保温炉对钢坯14进行保温。 用于火焰监视用的温度传感器4安装在烧嘴的附近。用以检测火焰附近的温度。如图I所示的本实用新型实施例的结构示意图，保温炉燃烧系统由空气管道I、燃气管道2、烧嘴3组成，燃气管道I中的燃气与助燃空气管道2中的空气通过烧嘴3混合后送入保温炉内燃烧，炉内温度在800°C以下。燃气管道2上设置了切断阀12和调节阀13， 切断阀12用于在需要时切断燃气供应，调节阀13用于调节燃气流量，这些阀门的阀位信号 11均送入计算机控制单元6中，对于计算机控制单元可选择可编程控制器、计算机控制器
坐寸ο将温度传感器4的检测信号接入线性化处理单元5的输入端，线性化处理单元5 的输出端分为两路，一路接入斜率检测装置7的输入端，另一路接入计算机控制单元6的输入端。计算机控制单元6的输入端还分别与燃气压力信号9、燃气流量信号10连接。斜率检测装置7的输出端、计算机控制单元6的输出端与报警器8连接。其中，线性化处理单元5是负责对温度传感器的检测信号进行线性化处理的。它的主要组成部件包括非线性处理电路、A/D转换器、存储单元，优选的，采用EPROM存储单元，还包括传感器选择电路。非线性处理电路、A/D转换器、EPROM存储单元、传感器选择电路顺序连接。其功能是将温度传感器随温度变化呈非线性的输出转变为线性标准电压输出的装置。斜率检测装置7是除计算机控制单元6之外，负责检测火焰状态的又一道防线。它的主要组成部件包括信号微分电路和信号比较单元。信号微分电路与信号比较单元连接， 其功能是用于火焰温度检测信号的瞬时变化率，并与设定值进行比较。同时在信号的变化率超限时，输出报警信号。斜率检测装置7对转换单元5送来的信号进行微分处理，斜率检测装置的输出与输入信号变化的程度成对应关系，即温度信号下降的越快，其输出数值越大。其范围是 0-100的无量纲数值，O表示无变化，100表示温度降低很快，该值大于某个设定值时，可以认为火焰状态出现异常，此时斜率检测装置输出为1，反之为O。在计算机控制单元6中设置烧嘴处于临界燃烧状态时，火焰的温度数据、燃气流量数据、燃气压力数据、阀门开度数据。使计算机控制单元6通过获取到的火焰温度、燃气流量、燃气压力的实时信号与预设的烧嘴处于临界燃烧状态时的数据进行比较，来判断火焰状态。对于计算机控制单元6对火焰状态的判断方式，还可以为在计算机控制单元6 中预设温度、燃气流量、燃气压力、相关阀位在正常状态下的数据范围，当计算机控制单元6 接收到的当前温度、燃气流量、燃气压力、相关阀位数据与预先存储的火焰异常状态下的数据相符合时，就可以判断火焰发生异常，从而控制报警器8发出报警。在实际工况下，由于存在干扰，燃气流量、压力等参数会发生瞬时波动，因此，计算机控制单元6对火焰状态进行判断的方式，更加优选的为将上述两种判断方式相结合进行综合判定，其准确性更高。本实用新型的工作原理为当燃料热值、压力发生波动时，火焰的辐射能会发生相应变化，变化的方向和程度可以通过温度传感器4检测出来，温度信号通过线性化处理单元5进行线性化处理，并送往计算机控制单元6。燃气压力信号9、燃气流量信号10、阀位信号11也一同输入计算机控制单元6进行火焰当前状态识别，以确定当前火焰处于何种状态。计算机控制单元6将当前火焰状态下的温度、燃气流量、燃气压力、相关阀位等数据进行“特征抽象”，与火焰在熄灭状态下的特征值进行比较(特征抽象指烧嘴处于临界燃烧状态时，火焰的温度、燃气流量、燃气压力等数据和管道上一系列相关阀门的开度数据。)可以理解为计算机控制单元将获取到温度、燃气流量、燃气压力、相关阀位等数据，与预设的火焰熄灭状态下的该类数据值进行比较。在实际工作中，以烧嘴处于临界燃烧状态时的一组上述特征值作为参照，将实时采集到的烧嘴数据特征值与之进行比较、判断，从而确定火焰当前的状态，当判断结果为火焰熄灭时，报警器8发出控制信号，控制报警器发出报警，或采用将判断结果结合实时获取的信号与预设的火焰正常状态时，各信号的正常取值范围进行比较做出的判断，或将上述两种判断方式进行结合进行综合判断，从而确定火焰当前状态是否为熄灭，是则控制报警器8发出报警。斜率检测装置7与计算机控制单元6的输出经过报警设定器8进行或门逻辑运算，当有任意一个输出报警控制信号时，报警器8均发出报警。温度斜率检测装置7用于检测温度降低变化的斜率，其范围是(Γ100的无量纲数值， O表示无变化，100表示温度降低很快，该值超过斜率检测装置7预设值时，认为火焰状态出现异常，并向报警器8发出信号控制报警器8发出报警。斜率检测装置7与计算机控制单元的输出一同接至报警器8进行或门逻辑判断，以决定是否进行火焰熄灭报警输出。最后所应说明的是，以上具体实施方式
仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.一种硅钢保温炉火焰监视装置，其特征在于，包括温度传感器、线性化处理单元、 计算机控制单元和报警器；所述温度传感器设置于保温炉上；所述线性化处理单元的输入端与所述温度传感器连接，线性化处理单元的输出端与所述计算机控制单元输入端连接；计算机控制单元的输入端还分别与保温炉的燃气压力检测装置、燃气流量检测装置、 燃气管道流量调节阀、空气管道流量调节阀、燃烧支管切断阀连接，计算机控制单元的输出端与所述报警器连接。
2.如权利要求I所述的硅钢保温炉火焰监视装置，其特征在于，还包括斜率检测装置；所述线性化处理单元的一输出端与所述斜率检测装置的输入端连接，另一输出端与所述计算机控制单元输入端连接；斜率检测装置的输出端与所述报警器连接。
3.如权利要求2所述的硅钢保温炉火焰监视装置，其特征在于，所述斜率检测装置包括信号微分电路、信号比较单元；所述信号微分电路与所述信号比较单元连接。
4.如权利要求I至3中任意一项所述的硅钢保温炉火焰监视装置，其特征在于，所述线性化处理单元包括非线性处理电路、A/D转换器、EPROM存储单元、传感器选择电路；所述非线性处理电路、A/D转换器、EPROM存储单元、传感器选择电路顺序连接。
5.如权利要求4所述的硅钢保温炉火焰监视装置，其特征在于，所述线性化处理单元包括非线性处理电路、A/D转换器、EPROM存储单元、传感器选择电路；所述非线性处理电路、A/D转换器、EPROM存储单元、传感器选择电路顺序连接。
6.如权利要求5所述的硅钢保温炉火焰监视装置，其特征在于，所述线性化处理单元包括非线性处理电路、A/D转换器、EPROM存储单元、传感器选择电路；所述非线性处理电路、A/D转换器、EPROM存储单元、传感器选择电路顺序连接。
7.如权利要求I至3中任意一项所述的硅钢保温炉火焰监视装置，其特征在于，所述温度传感器设置于保温炉的烧嘴旁。
8.如权利要求4所述的硅钢保温炉火焰监视装置，其特征在于，所述温度传感器设置于保温炉的烧嘴旁。
专利摘要本实用新型涉及检测技术领域，公开了一种硅钢保温炉火焰监视装置，包括温度传感器、线性化处理单元、计算机控制单元和报警器；温度传感器设置于保温炉烧嘴旁与线性化处理单元连接；线性化处理单元的输出端与计算机控制单元连接；计算机控制单元还分别与燃气压力信号、燃气流量信号、阀位信号连接；计算机控制单元与报警器连接。本实用新型利用保温炉烧嘴火焰附近的炉内温度，以及相关阀位、燃气压力、燃气总管流量、助燃空气压力的变化，准确判断出火焰的状态，准确性高、误报率低，能够解决传统检测方法存在的误报和不报警的问题，结构简单，使用效果好，适于推广应用。
文档编号F27D21/00GK202350562SQ20112044523
公开日2012年7月25日 申请日期2011年11月11日 优先权日2011年11月11日
发明者田宏焘, 赵利洪, 陶茂钢 申请人:武汉钢铁(集团)公司