專利名稱：火焰監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裝在吹管中的光學(xué)火焰監(jiān)測裝置。
在諸如蒸汽鍋爐那樣的工業(yè)爐中監(jiān)測火焰是通常的做法，因為如果火焰熄滅了而又未被察覺，則由于燃料還在不斷供應(yīng)，其后果是災(zāi)難性的。這樣的火焰監(jiān)測裝置會在熄火時發(fā)出一信號，以便停止燃料的供應(yīng)。
先有技術(shù)中火焰監(jiān)測裝置只發(fā)出反映有還是沒有火焰的信號。更新的設(shè)計則設(shè)法采集有關(guān)燃燒情況盡可能多的信息，以便使燃燒處于所希望的最佳狀態(tài)。最佳狀態(tài)可以是最高效率、最低空氣污染，或其它的判定標準。
用攝像機監(jiān)視燃燒情況是眾所周知的。攝像機中的像素傳感陣列隨幀頻順序地讀出數(shù)據(jù)，因此每一像素的輸出信號是幀周期的時間積分。
除了視頻信息外，最好還能得到主要來自火焰周圍的實時補充光學(xué)信息，以便按照光譜和/或短暫波動處理這些補充信息。
本發(fā)明提供一種能產(chǎn)生這種實時補充信息的火焰監(jiān)測裝置。該監(jiān)測裝置包括一可裝到爐壁上并對準火焰的吹管。該吹管中裝一攝像機，還有多個光導(dǎo)纖維的光線進入端。從光纖出來的光可用諸如頻譜分析儀處理。
附圖中示出本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，其中

圖1是吹管的軸向剖面圖；圖2是該吹管一端局部拆開的等軸側(cè)分解圖；圖3與圖2類似地示出光學(xué)零件的支架；圖4示出光纖支座的局部剖平面圖。
圖1所示吹管在靠近其面向火焰一端有一圓環(huán)形蓋板或保護盤10，它作為耐磨零件，并易于與吹管的其它部分分開進行更換。保護盤10有三個光線進口孔一中央圓孔12與攝像機16的中央小管14共軸，還有兩個狹孔18、20。該兩狹孔從保護盤表面往里伸且與孔12相隔一距離并保持平行。圓盤10沿圓周焊接到散熱部件22。但是也可用其他連接方法使更換簡單些。
散熱部件22焊接到對接法蘭24，后者又焊接到由內(nèi)管26和外管28組成的雙壁散熱管上。該雙壁散熱管經(jīng)第一接管30得到冷卻液，最好是冷卻水，并經(jīng)第二接管32排出。
在內(nèi)管26內(nèi)有一支撐管34，攝像機16的電源和信號線(圖上未示)伸在其中。此外，支撐管34中還有玻璃纖維制的光纖。
支撐管與火焰反向的另一端用一法蘭36固定，該法蘭36用螺釘與散熱管的端法蘭38及蓋板40連接。內(nèi)管26伸到外管28的端部以外，其上帶有接管42，可使壓縮空氣通入內(nèi)管26和支撐管34中間的環(huán)形空間。此空氣流可吹凈圓盤10上的透光孔并有助于冷卻。
現(xiàn)在參照圖2來詳細說明吹管靠近面向火焰的端部的結(jié)構(gòu)。
環(huán)形散熱部件22上有兩個在直徑方向反向的凹槽46、44，它們與圓盤10上的狹孔對齊，即每個狹孔與相關(guān)的凹槽有共同的中心面。在其背對圓盤10的一側(cè)有兩條環(huán)形槽48，這兩條都是從一個凹槽確定壁面50延伸到另一凹槽確定壁面。
散熱部件焊接到對接法蘭24。后者呈環(huán)形，上有兩對開孔52、54。當法蘭24與散熱部件22連接時，這兩對開孔52、54對應(yīng)于凹槽44、46之一與環(huán)形槽48縱向連通。對接法蘭背向散熱部件的端面與內(nèi)管26及外管28焊接。內(nèi)管與外管之間的環(huán)形空間被與其軸線平行的兩個擋板56隔成兩半，其中一半與流入管30相通，而另一半與排出管32相通。流入的冷卻水流經(jīng)環(huán)形空間的一半進入對接法蘭，并經(jīng)開孔52進入環(huán)形槽48，從此處經(jīng)相連的開孔54進入環(huán)形空間的另一半。在對接法蘭24和擋板56端面之間無密封墊，因為該處有少量泄漏是允許的。
如圖1所見，光纖夾持器60最好夾緊在攝像機16的中央小管14上；在圖2中可見，為了清楚起見，光纖夾持器60偏離軸心。夾持器60包括夾持體62和兩個用例如螺釘固定其上的光纖支座64、66。兩個光纖支座都是L形的，其上的通孔68可裝入光纖，如玻璃纖維，其最好用夾緊裝置(圖上未示)固定。光纖的光線進入端布置得使其軸線在凹槽44、46的中心面內(nèi)延伸，且其軸線的指向使光纖覆蓋一大角度，最好是90°，至少75°。如果每條光纖的孔角為比如20°，則需要四五根光纖。圖4示出這種光纖支座的局部剖面圖。
圖3示出攝像機16及其中央小管14和定位套管70，后者安裝在攝像機固定架72中。攝像機固定架72是三足形的，其支腳與散熱管的內(nèi)管26相接觸，進行熱傳導(dǎo)。光纖延伸在各支腳之間的空隙中。攝像機固定架通過螺栓74與三足支架76相連接，該三足支架76的中央是一通孔，孔內(nèi)有連接支撐管端部的內(nèi)螺紋78。三足支架76也與散熱管的內(nèi)管26進行熱傳導(dǎo)。光纖從其支座伸進支撐管。支撐管背對火焰的一端上有一支管80，光纖經(jīng)此伸到例如分光鏡；而攝像機的電線也在支撐管中。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)火焰監(jiān)測裝置，包括一吹管，具有第一端和第二端，所述第一端固定在爐壁上；一支撐組件，位于所述吹管內(nèi)靠近所述第一端處；一攝像機，由所述組件支撐并對準爐內(nèi)火焰；光纖，其光線進入端固定在所述組件中且對準火焰四周。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括一支撐管，所述組件固定到所述支撐管上，該支撐管中穿過攝像機電線，并且還穿入所述光導(dǎo)纖維。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括一裝有所述組件的散熱部件。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，還包括一雙壁散熱管，所述散熱部件配置在該散熱管端部附近，冷卻液流經(jīng)此散熱管。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，還包括至少兩個擋板，分布在所述散熱管的內(nèi)、外壁之間，從而將液流劃分成流入流和排出流。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述散熱部件至少有一條凹槽，每一凹槽將流入流與排出流連通。
7.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，還包括一固定到所述散熱部件上的保護盤。
8.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述散熱部件上有光線可穿過它射到所述的光線進入端的凹槽。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，還包括一固定在所述的散熱部件上的保護盤，其上的狹孔與所述散熱部件凹槽對齊。
10.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述攝像機有一中央小管，而所述的組件包括一攝像機固定架，一固定在所述攝像機中央小管上的支持部件；至少一個光纖支座，固定在所述支持部件上，其上有安放光導(dǎo)纖維的小孔。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述小孔在一公共平面內(nèi)但彼此傾斜。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，還包括一圍繞所述組件并有凹槽的散熱部件、一固定在該散熱部件上并有狹孔與所述凹槽對齊的保護盤，所述小孔的軸線在所述狹孔與凹槽的共同中心面內(nèi)。
13.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述攝像機固定架有開孔，其中穿過光導(dǎo)纖維。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述攝像機固定架是三足形的。
15.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，還包括一支撐管，一擰入該支撐管的三足部件，和連接該三足部件與攝像機固定架的螺栓。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述支撐管通過所述三足部件在散熱管內(nèi)定位在中心。
17.如權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，所述支撐管及散熱管形成一環(huán)形空間，其中可通入壓縮空氣。
18.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，還包括兩光纖支座，該支座的孔共同確定一觀測角，至少為150°，165°較好，180°更好。
全文摘要
一種火焰監(jiān)測裝置,它有一沿火焰方向觀察的攝像機和多個觀測火焰周圍環(huán)境的光導(dǎo)纖維。這些光學(xué)部件裝在一吹管內(nèi),吹管的雙壁管內(nèi)流過冷卻水。
文檔編號F23N5/08GK1186195SQ9712310
公開日1998年7月1日 申請日期1997年11月18日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月28日
發(fā)明者弗朗茲·溫特里奇 申請人:Bfi明德曼自動化有限責(zé)任公司