專利名稱：灰熔點多媒體監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種煤質(zhì)測定儀器。
灰熔點(煤灰熔融性)的測定是判斷鍋爐、氣化爐、大型燃燒爐等設(shè)備燃煤結(jié)渣性的主要方法之一。這種判斷對于燃燒爐的連續(xù)運轉(zhuǎn)至關(guān)重要。通常使用的灰熔點測定方法是直接用眼睛觀察灰錐在高溫爐內(nèi)變形的情況，將觀測到的情況同國家標準的規(guī)定相比較。其工作條件差，測定時間長，爐內(nèi)的強光對人眼損害嚴重，且易引起視覺誤差。因此，國內(nèi)外近年來均在研究某種新技術(shù)以期對灰熔點的測定做全新的改造。
目前與本實用新型相同的應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域中，無論是國外最新產(chǎn)品(如英國CARBOLITE公司的CAF video、德國STROHLEIN公司的CAF/704V)還是中國的最新技術(shù)HRKG-1型煤灰融熔性控制觀測儀，都存在以下的缺陷和不足1.不能將灰錐的形變圖像及有關(guān)數(shù)據(jù)打印下來作為原始記錄保存。這個打印的原始記錄對于測定結(jié)果的審核、平價和存擋都十分方便、客觀和公正。現(xiàn)有技術(shù)一般都將圖像存放在錄像帶中，查找畫面時，需借助儀器查找并需要查找整盤錄像帶，這要化費許多時間。
2.操作者不能完全離開現(xiàn)場進行監(jiān)視和控制。由于灰熔點爐的工作溫度較高(最高可達到1600℃)，周圍環(huán)境很熱，同時操作人員也想利用這幾小時時間做些其它工作，希望能離開現(xiàn)場進行遠距離的監(jiān)視和控制，一旦有什么意外情況可及時處理。現(xiàn)有技術(shù)由于不使用微機技術(shù)，所以只能在現(xiàn)場進行監(jiān)視和控制。
本實用新型的目的是提供一種自動化程度高、測定環(huán)境優(yōu)越、測定結(jié)果利于存儲、審核和判斷的新型灰熔點測定裝置。
為達到以上目的，除利用當代已成熟的高技術(shù)產(chǎn)品如攝像機、多媒體微機外，還需將老式的儀器設(shè)備加以更新改造，使整個裝置有機地聯(lián)系，互相協(xié)調(diào)。因此本實用新型采用以下設(shè)計灰熔點多媒體監(jiān)控裝置由灰熔點爐體、二自由度可調(diào)平臺、攝像機、控溫儀、多媒體微機組成，其中控溫儀的通信端子與多媒體微機的通信口相連；控溫儀的開關(guān)控制輸出信號控制攝像機，攝像機的視頻信號輸出接多媒體微機；控溫儀的溫度控制輸出接灰熔點爐體上的加熱元件；灰熔點爐體上的熱電偶的輸出接控溫儀的溫度輸入信號端；灰熔點爐體置于二自由度可調(diào)平臺上；二自由度可調(diào)平臺包括垂直提升支架和水平轉(zhuǎn)動臺兩部分，水平轉(zhuǎn)動臺由垂直提升支架支撐。
二自由度平臺的水平轉(zhuǎn)動臺可沿垂直方向提升，并且鎖定，水平轉(zhuǎn)動臺還可沿水平方向旋轉(zhuǎn)，并且鎖定。測定時，要將灰熔點爐體平放到二自由度平臺的水平轉(zhuǎn)動臺上。在水平和垂直兩方向調(diào)節(jié)平臺，使爐體的觀測窗正對攝像機鏡頭，然后將平臺的位置鎖住。
控溫儀自動對系統(tǒng)發(fā)出開關(guān)量的控制信號。攝像機攝下的灰熔點爐體內(nèi)的灰錐的圖像以及溫度數(shù)據(jù)、升溫速度、運行時間和用戶輸入的各種信息輸入多媒體微機進行顯示、捕捉、存儲、重顯和打印。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作詳細說明。


圖1是本實用新型構(gòu)成示意圖；圖2是控溫儀電路框圖；圖3是控溫儀電路原理圖；圖4是二自由度平臺的裝配示意圖。
請參見附圖1，本實用新型由灰熔點爐體1、二自由度可調(diào)平臺2、攝像機3、控溫儀4和多媒體微機5組成。其中控溫儀4的通信端子與多媒體微機5的通信口相連；控溫儀4的開關(guān)控制輸出信號控制攝像機3；攝像機3的視頻信號輸出到多媒體微機5中；控溫儀4的溫度控制輸出接灰熔點爐體1上的加熱元件；灰熔點爐體1上的熱電偶的輸出接控溫儀4的溫度輸入信號端；灰熔點爐體1置于二自由度可調(diào)平臺2上。
控溫儀的電路如圖2、圖3所示，圖2中虛線右邊為控溫儀電路。灰熔點爐體1上裝有熱電偶6和加熱元件。MCS8032中央處理器14、由27256存貯器和74LS373鎖存器構(gòu)成的EPROM專用程序13、由MC1488和MC1489構(gòu)成的串行通信接口15、由74LS04和1413構(gòu)成的控制輸出接口電路16、7109A/D轉(zhuǎn)換器9、8279顯示和鍵盤掃描電路12、按鍵10和LED顯示11組成單片微機電路。
熱電偶6敏感的溫度模擬信號經(jīng)過冷端補償器7送入7650放大器8，經(jīng)放大后送入A/D轉(zhuǎn)換器9，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量信號進入中央處理器14。按鍵10可以選擇不同的固化程序并啟動程序，LED顯示11可以顯示爐內(nèi)的溫升狀態(tài)，它們都通過顯示和鍵盤掃描電路12與CPU14相聯(lián)系。CPU14按EPROM13執(zhí)行固化程序，通過串行通信接口15與多媒體微機5進行通信；CPU14還可通過控制輸出接口電路16分別控制蜂鳴器17、固態(tài)繼電器18和攝像機3。
型號為AD590的感溫集成電路裝在形似電視機差轉(zhuǎn)器的塑料殼體內(nèi)，它與控溫儀內(nèi)部的其它電路組成冷端補償器7。與一般技術(shù)不同的是它不放置在控溫儀內(nèi)部的線路板上，而是用普通導(dǎo)線將它引出儀器外部。熱電偶6的冷端直接連在此感溫元件上，因而可以準確地敏感出熱電偶6的冷端的變化。這與將敏感元件設(shè)置在內(nèi)部的一般技術(shù)相比，實用中它可以極大地減少冷端補償環(huán)節(jié)的誤差。另外，此冷端補償器7對各種類型的熱電偶都通用。冷端補償器7的作用有二一是將熱電偶6的毫伏值傳送給放大器8；其二是將熱電偶6的冷端溫度轉(zhuǎn)換成電信號傳送給放大器8。其傳輸線(三芯)的種類和長度可隨意選擇，不受限制。
固態(tài)繼電器18的輸出接灰熔點爐體1上的加熱元件。
EPROM13中存放控制溫升速度的專用程序。由于用一般的調(diào)節(jié)控制方法控制具有較大溫度滯后性的灰熔點爐很不理想，本程序是用一種新穎的方法，即“加速度超前控制法”設(shè)計的，它可對灰熔點高溫爐進行超前控制。其特征是1.用控溫儀面板上一排LED發(fā)光二極管模擬顯示出超前控制的電流大小。
2.用控溫儀面板上兩個七段LED顯示器顯示出當前的溫升速度。
3.將控溫程序分五個階段，由一個七段LED顯示器來區(qū)分。
4.控溫程序的每一階段開始時，對攝像機發(fā)出各種控制信號。
多媒體微機5的內(nèi)部有一個利用多媒體技術(shù)編輯的執(zhí)行文件，它和多媒體微機的硬件一起運行，可以實現(xiàn)以下功能1.在微機的顯示屏上至少可以打開3個獨立的顯示窗口。
2.可以與控溫儀通信并將溫度等信息在其中一個窗口中顯示。
3.可以將攝像機的視頻圖像信號在其中一個窗口中顯示。
4.可以將用戶通過鍵盤輸入的文字信息在其中一個窗口中顯示。
5.將以上2.～4.所述信息存儲在硬盤或光盤上。
6.將存儲在硬盤或光盤的信息按需要取出，并可顯示在監(jiān)示器上。還可以用打印機將整屏畫面打印出來。
請參見附圖4，二自由度可調(diào)平臺包括垂直提升支架和水平轉(zhuǎn)動臺兩部分，水平轉(zhuǎn)動臺由垂直提升支架支撐。
垂直提升支架由兩節(jié)用支撐條23鉸接成的“X”形鉸架、上中下三對心軸24、角鐵制成的上下支撐架對25、上底板22、下底板21和調(diào)節(jié)旋軸28構(gòu)成。其中上下支撐架對25中的每根支撐架的一端開有槽孔，能使心軸24的末端在此槽孔中移動；下心軸對中的一根心軸插于下支撐架對中的左右支撐架一端的槽孔之間，另一根心軸固定于下支撐架對中的左右支撐架的另一端之間；上心軸對中的一根心軸插于上支撐架對的中左右支撐架一端的槽孔之間，另一根心軸固定于上支撐架對中的左右支撐架的另一端之間；調(diào)節(jié)旋軸28的兩端設(shè)旋向相反的外螺紋，中心軸對的兩根心軸的中部開有與調(diào)節(jié)旋軸28相配的內(nèi)螺孔，調(diào)節(jié)旋軸28橫穿過中心軸對的中部螺孔，與中心軸對用螺紋連接；下支撐架對由下底板21支撐，上底板22置于上支撐架對之上。
水平轉(zhuǎn)動臺由軸承27、臺面26、定位銷構(gòu)成。其中軸承27固定在上底板22的上表面，臺面26和上底板22上開定位孔，臺面26由軸承27支撐，可自由轉(zhuǎn)動，并可用定位銷與上底板22鎖定；臺面26上另設(shè)固定灰熔點爐體1的定位銷。
二自由度平臺可做垂直方向的提升和水平方向的轉(zhuǎn)動。當調(diào)節(jié)旋軸28順時針旋轉(zhuǎn)時，旋在調(diào)節(jié)旋軸28上的兩心軸24會移向調(diào)節(jié)旋軸28的中央部分，因而使得垂直提升支架向上提升。反之則下降。拔去定位銷，臺面26便可由軸承27支撐而自由轉(zhuǎn)動。二自由度平臺的臺面可在垂直方向提升10厘米以上，并且鎖定，該臺面還可在水平方向旋轉(zhuǎn)360度左右，并且鎖定。
測定時，攝像機3和控溫儀4放置在距爐體20-30厘米處，灰熔點爐體1平放到二自由度平臺2的臺面26上，并注意要將平臺臺面26的3個定位梢嵌入爐體1的凹孔中。然后在水平和垂直兩方向調(diào)節(jié)平臺2，使爐體1的觀測窗正對攝像機3的鏡頭，然后將平臺2的位置鎖住。攝像機3和控溫儀4通過傳輸線與多媒體微機5相連，多媒體微機5也可放置在50米內(nèi)的其它地方。攝像機3的焦距可以在現(xiàn)場用手直接調(diào)節(jié)，也可以在多媒體微機5上用鼠標或鍵盤調(diào)節(jié)。
控溫儀4有如下的特點和作用1.自動控制溫升速度；2.與作為上位機的多媒體微機5通信；3.自動對裝置發(fā)出開關(guān)量的控制信號。將控溫儀4的通信端子與多媒體微機5的COM2口相連，將控溫儀4的冷端補償器7與灰熔點爐體1上熱電偶6的冷端相連，這樣當主從方式的通信開始時，溫度數(shù)據(jù)就可以不斷地傳到多媒體微機中。將控溫儀4的固態(tài)繼電器18的輸出接灰熔點爐體1上的加熱元件，這樣就可對灰熔點爐體1的加溫溫度進行控制。
灰熔點爐體1上熱電偶6敏感的溫度信號被控溫儀4接收和處理后，一面通過其LED顯示電路11顯示爐內(nèi)的溫升狀態(tài)，一面通過通信端子存入多媒體微機5中。控溫儀4通過控制其固態(tài)繼電器18的接通與否，來控制灰熔點爐體1的溫升速度?？販貎x4通過控制攝像機3的操作，來攝取灰熔點爐體1內(nèi)的灰錐的圖像，該圖像存儲在多媒體微機5的硬盤或光盤上。總之，本裝置可以自動將灰熔點爐體內(nèi)的灰錐的圖像、溫度數(shù)據(jù)、升溫速度以及運行時間、實際時間和用戶手輸?shù)母鞣N信息輸入多媒體微機進行顯示、捕捉、存儲、重顯和打印。
多媒體微機5是裝置的核心，如有條件，可將它安置在條件比較好的房間內(nèi)，這時只需用雙絞線與現(xiàn)場的控溫儀4和攝像機3相連。開機后在多媒體微機的顯示屏上至少可以打開三個獨立的顯示窗口與控溫儀4通信的溫度等信息放在其中一個窗口中顯示；將攝像機3的視頻圖像信號放在另一個窗口中顯示；將用戶通過鍵盤輸入的文字信息放在第三個窗口中顯示。如有必要還可以打開第四個窗口來顯示日期和時間。將以上信息每隔一定的時間間隔存儲在硬盤或光盤上。
測定結(jié)束后，自動停止與控溫儀4的通信。將存儲在硬盤或光盤的信息按需要取出并回放到監(jiān)示器上。還可以用打印機將整屏畫面打印出來(整個測定最終僅需3-15屏畫面，其余的可全部清除)。
作為多媒體微機，還有許多功能在設(shè)計時可以盡可能地利用，例如，用鼠標在屏幕上就可以調(diào)攝像機的焦距；還可以用它的語音系統(tǒng)來提示用戶或報警。
本實用新型由于采用以上設(shè)計，在測定開始后就可以完全離開現(xiàn)場，可以從另一地點的微機的監(jiān)視器上觀看到測定的情況。更為用戶所歡迎的是只要使運行文件處于激活的狀態(tài)，用戶可以在WINDOWS的環(huán)境下，做一些手頭急于處理的工作。由此而見，本實用新型的實現(xiàn)，極大地提高了灰熔點測定的自動化水平，也極大地改善了人們的工作條件，同時也使我國的儀器測試水平，在灰熔點測定這一領(lǐng)域，趕上并超過國外的當前水平。
本實用新型除了能克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足外，還有以下明顯優(yōu)點1.采用多窗口分別顯示灰錐圖像、溫度數(shù)據(jù)和文字信息，界面美觀、大方。
2.由于采用數(shù)字信號來存儲圖像信息，這就為進一步的“智能圖像識別”技術(shù)做好了開發(fā)的準備，此技術(shù)將使灰熔點的測定完全脫離人的觀測，成為全自動的灰熔點測定儀。
3.本發(fā)明的技術(shù)水平和檔次均高于國外同類型產(chǎn)品，而價格上僅為其八分之一左右。如能在全國推廣，將有較高的經(jīng)濟價值。
權(quán)利要求1.一種灰熔點多媒體監(jiān)控裝置，包括灰熔點爐體和攝像機，其特征在于它還包括二自由度可調(diào)平臺、控溫儀、多媒體微機，其中所述控溫儀的通信端子與所述多媒體微機的通信口相連；所述控溫儀的開關(guān)控制輸出信號控制所述攝像機，所述攝像機的輸出接所述多媒體微機；所述控溫儀的溫度控制輸出接所述灰熔點爐體上的加熱元件；所述灰熔點爐體上的熱電偶的輸出接所述控溫儀的溫度輸入信號端；所述灰熔點爐體置于所述二自由度可調(diào)平臺上；所述二自由度可調(diào)平臺包括垂直提升支架和水平轉(zhuǎn)動臺兩部分，水平轉(zhuǎn)動臺由垂直提升支架支撐。
2.如權(quán)利要求1所述的灰熔點多媒體微機監(jiān)控裝置，其特征在于所述垂直提升支架由兩節(jié)“X”形鉸架、上中下三對心軸、上下支撐架對、上下底板和調(diào)節(jié)旋軸構(gòu)成，其中上下支撐架對中的每根支撐架的一端開有槽孔；下心軸對中的一根心軸插于下支撐架對中的左右支撐架一端的槽孔之間，另一根心軸固定于下支撐架對中的左右支撐架的另一端之間；上心軸對中的一根心軸插于上支撐架對的中左右支撐架一端的槽孔之間，另一根心軸固定于上支撐架對中的左右支撐架的另一端之間；調(diào)節(jié)旋軸的兩端設(shè)旋向相反的外螺紋，中心軸對的兩根心軸的中部開有與調(diào)節(jié)旋軸相配的內(nèi)螺孔，調(diào)節(jié)旋軸橫穿過中心軸對的中部螺孔，與中心軸對用螺紋連接；下支撐架對由下底板支撐，上底板置于上支撐架對之上，所述水平轉(zhuǎn)動臺由軸承、臺面、定位銷構(gòu)成，其中軸承固定在前述上底板的上表面，臺面和前述上底板上開定位孔，臺面由軸承支撐，并用定位銷與前述上底板鎖定；臺面上另設(shè)固定所述灰熔點爐體的定位銷。
3.如權(quán)利要求1所述的灰熔點多媒體微機監(jiān)控裝置，其特征在于所述控溫儀包括冷端補償器、放大器、蜂鳴器、固態(tài)繼電器，以及由中央處理器、存貯器、鎖存器、串行通信接口、控制輸出接口電路、A/D轉(zhuǎn)換器、顯示和鍵盤掃描電路、按鍵、LED顯示電路構(gòu)成的單片微機電路，其中所述灰熔點爐體上的熱電偶的輸出接冷端補償器的輸入；冷端補償器的輸出接放大器；放大器的輸出接A/D轉(zhuǎn)換器的模擬量輸入端；串行通信接口接所述多媒體微機的通信口；控制輸出接口電路的輸出分別接蜂鳴器、固態(tài)繼電器以及所述攝像機；固態(tài)繼電器的輸出接所述灰熔點爐體上的加熱元件。
專利摘要本裝置用于測定灰熔點。它由灰熔點爐體、二自由度可調(diào)平臺、攝像機、控溫儀和多媒體微機組成,控溫儀的通信端子接多媒體微機的通信口;控溫儀的開關(guān)控制輸出信號控制攝像機;控溫儀的溫度控制輸出接灰熔點爐體的加熱元件;灰熔點爐體的熱電偶輸出接控溫儀的溫度輸入信號端;灰熔點爐體置于二自由度可調(diào)平臺上。它自動將灰熔點爐體內(nèi)的灰錐的圖像、溫度數(shù)據(jù)、升溫速度及運行時間、實際時間和用戶輸入的各種信息輸入多媒體微機進行顯示、捕捉、、存儲、重顯和打印。它可減輕勞動強度、改善工作條件、根除人工觀測帶來的疏忽誤差。
文檔編號G01N25/04GK2277522SQ9624140
公開日1998年4月1日 申請日期1996年10月23日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月23日
發(fā)明者劉曉忠, 楊力 申請人:劉曉忠, 楊力