一種磨煤機用抽取式一氧化碳濃度實時檢測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種檢測裝置，具體涉及磨煤機用抽取式一氧化碳濃度實時檢測裝置，屬于工業(yè)檢測技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]磨煤機是一類典型的燃料粉碎系統(tǒng)，在電熱電廠中，磨煤機是用于制造鍋爐燃燒所需煤粉的核心設(shè)備，其工作運行狀況對整個電廠系統(tǒng)的經(jīng)濟盈利性和安全可靠性有重要的影響。
[0003]為了提高煤的使用效率，企業(yè)用煤大多數(shù)采用噴煤方式燃燒，磨煤機在磨煤粉過程中由于機器摩擦環(huán)境溫度會升高，這個過程中會產(chǎn)生一氧化碳氣體，如果磨煤機中CO濃度過高，遇到高溫或者機械摩擦的火花會燃燒甚至爆炸，因此，對CO濃度的檢測和控制是十分重要和必要的。
[0004]目前，國內(nèi)外檢測一氧化碳氣體濃度方法眾多，其中較為成熟和通用的主要有電化學(xué)法和紅外吸收法。電化學(xué)法原理簡單，成本低廉，但受周圍環(huán)境影響較大，而且需要經(jīng)常更換化學(xué)原料，不利于長時間使用；紅外吸收法檢測氣體濃度精度較高，靈敏度高，受周圍環(huán)境的影響較小，響應(yīng)速度快，適合工廠實時檢測的要求?，F(xiàn)在國內(nèi)使用的磨煤機檢測一氧化碳的裝置一般采用國外進口產(chǎn)品，不僅價格高昂，而且后期維護也很復(fù)雜，不利于國內(nèi)電廠大規(guī)?；褂谩Ａ硗?，在現(xiàn)有的一氧化碳檢測裝置中，其中的信號處理電路普遍采用直流耦合型放大光電檢測裝置，這種裝置對光源以及探測器的要求十分嚴格，易受溫度變化及光源老化等不利因素影響；對于直流耦合型放大電路而言，即使采用差分式的放大電路，也很難克服放大器的零點漂移和溫度漂移，如果測量精度要求很高，對放大電路的輸入端的電流漂移和探測器的漏電流變化的要求也越嚴格，大大增加了裝置的設(shè)計成本，同時后期維護也很不方便。
[0005]鑒于上述種種原因，迫切需要一種新的一氧化碳濃度檢測裝置，無論磨煤機處于運轉(zhuǎn)還是停運狀態(tài)，裝置都能夠?qū)崟r檢測一氧化碳氣體含量，而且需要有效控制生產(chǎn)成本和維護費用。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的在于提供一種測量精度高、受環(huán)境影響小且成本相對較低的磨煤機用一氧化碳濃度實時檢測裝置，確保安全性。
[0007]為了實現(xiàn)上述目標(biāo)，本實用新型采用如下的技術(shù)方案:
[0008]一種磨煤機用抽取式一氧化碳濃度實時檢測裝置，包括:設(shè)有兩個進氣口和一個出氣口的機箱，兩個進氣口分別用于通入壓縮空氣和待測煙道氣體，機箱內(nèi)設(shè)有一氧化碳濃度檢測通道、自動調(diào)零校準(zhǔn)通道和防堵塞反吹掃通道；機箱內(nèi)安裝有發(fā)射模塊、接收模塊、測量室、將待測氣體抽取至測量室內(nèi)的氣力輸送器、三通球閥、反吹掃電磁閥、控制模塊和顯示模塊；三通球閥和反吹掃電磁閥用于實現(xiàn)在三個通道之間的切換；所述發(fā)射模塊發(fā)出的紅外射線經(jīng)測量室后被接收模塊接收，接收模塊將光信號轉(zhuǎn)化為電信號然后送入與之相連的控制模塊，所述控制模塊與顯示模塊之間通過串口相連。接收模塊接收到發(fā)射模塊發(fā)出的紅外射線后將光信號轉(zhuǎn)化為電信號，送入控制模塊，控制模塊對信號進行濾波和放大后再進行A/D轉(zhuǎn)換并計算一氧化碳濃度，計算過程為現(xiàn)有技術(shù)中的慣用方法，最后將計算結(jié)果發(fā)送給顯示模塊進行顯示。
[0009]具體地，前述發(fā)射模塊由黑體紅外光源、步進電機及切光片組成，所述步進電機對紅外光源進行脈沖調(diào)制。
[0010]優(yōu)選地，前述接收模塊為僅對脈沖光有響應(yīng)的熱釋電探測器，采用雙通道接口，一路為參考通道，另一路為測量通道；這樣可以省去參考氣室，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
[0011]進一步地，前述熱釋電探測器上有窄帶濾光片，能夠供3.9-5微米的紅外光通過，參考通道對4微米紅外光敏感，測量通道對4.6微米紅外光敏感。
[0012]具體地，前述控制模塊包括信號采集處理單元和第一單片機，第一單片機用于接收信號采集處理單元發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，計算一氧化碳濃度、監(jiān)控溫度壓力和控制各閥門動作，使系統(tǒng)自動完成反吹掃、調(diào)零和濃度檢測。
[0013]優(yōu)選地，前述信號采集處理單元采用積分調(diào)制電路，抗干擾性強，包括:前置放大電路、帶通濾波電路、模擬開關(guān)、整流電路、RC濾波電路、后置放大電路及A/D轉(zhuǎn)換電路；熱釋電探測器將光信號轉(zhuǎn)化成交流電壓信號，由前置放大電路放大再經(jīng)帶通濾波電路濾除干擾后用模擬開關(guān)將負值信號翻轉(zhuǎn)并濾除異頻信號，信號再經(jīng)整流電路整流后進行RC濾波，將交流信號濾成穩(wěn)定的直流信號，直流信號經(jīng)后置放大電路放大后再進行A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后送至第一單片機進行濃度計算。
[0014]具體地，前述顯示模塊包括第二單片機、IXD顯示器及電源電路，其中，第二單片機用于顯示一氧化碳濃度、控制繼電器報警以及和上位機進行485通信。
[0015]優(yōu)選地，前述第一單片機和第二單片機均為AVR單片機，兩者之間通過串口進行通信。
[0016]進一步地，在通入待測煙道氣體的進氣口處安裝一干燥過濾器。
[0017]再進一步地，前述測量室內(nèi)安裝有加熱電阻，其目的在于:水蒸氣的紅外吸收峰和一氧化碳的紅外吸收峰有一定的重合，且透鏡上產(chǎn)生冷凝水對光路會有一定的影響，因此采用了加熱電阻能夠防止吸入的氣體產(chǎn)生冷凝水，從而避免水蒸氣對測量結(jié)果的影響。
[0018]本實用新型的有益之處在于:(1)、本實用新型采用氣力輸送器利用氣流的能量在密閉管道內(nèi)抽取磨煤機內(nèi)的待測煙道氣體，結(jié)構(gòu)簡單，維護成本也較低，還避免了測量室內(nèi)壓力變化對測量結(jié)果的影響；(2)、在機箱內(nèi)設(shè)有一氧化碳濃度檢測通道、自動調(diào)零校準(zhǔn)通道和防堵塞反吹掃通道，通過三通球閥和反吹掃電磁閥的配合作用，實現(xiàn)在三種通道間進行靈活切換，完成檢測待測氣體濃度、防堵塞反吹掃和調(diào)零校準(zhǔn)，并且在掉電情況下反吹掃電磁閥處于常開狀態(tài)，持續(xù)對進氣口通壓縮空氣，保證進氣口不堵塞，確保裝置能夠長時間安全、穩(wěn)定地工作；(3)、信號采集處理單元采用積分調(diào)制電路，增加了抗外界干擾能力；
(4)、接收模塊采用雙通道熱釋電探測器，具有溫度補償功能，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，檢測精度高；
(5)、利用控制模塊和顯示模塊將數(shù)據(jù)處理和顯示分塊處理，使得裝置內(nèi)的系統(tǒng)運行更加流暢，信號采集更準(zhǔn)確，也避免了采集的信號因為遠距離傳輸而產(chǎn)生誤差；(6)、此外，測量室內(nèi)安裝有加熱電阻，對吸入的待測氣體加熱，避免待測氣體在測量室內(nèi)產(chǎn)生冷凝水，進而減少冷凝水對測量結(jié)果的干擾。綜上，本實用新型的檢測裝置具有檢測精度高、響應(yīng)速度快、維護成本低、受環(huán)境影響小等優(yōu)點，能夠廣泛應(yīng)用于熱電廠磨煤機中對一氧化碳濃度進行實時檢測，具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型的一種磨煤機用抽取式一氧化碳濃度實時檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本實用新型的檢測裝置的信號采集處理單元的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作具體的介紹。
[0022]參見圖1，本實用新型的磨煤機用抽取式一氧化碳濃度實時檢測裝置，包括:設(shè)有兩個進氣口和一個出氣口的機箱，兩個進氣口分別用于通入壓縮空氣和待測煙道氣體。
[0023]機箱為封閉式的，其內(nèi)部安裝有發(fā)射模塊、接收模塊、測量室、將待測氣體抽取至測量室內(nèi)的氣力輸送器、三通球閥、反吹掃電磁閥、控制模塊和顯示模塊。檢測過程中，接收模塊接收到發(fā)射模塊發(fā)出的紅外射線后將光信號轉(zhuǎn)化為電信號，送入控制模塊，控制模塊對信號進行濾波和放大后再進行A/D轉(zhuǎn)換并計算一氧化碳濃度，計算過程采用現(xiàn)有技術(shù)中普遍常用的計算模塊，最后將計算結(jié)果發(fā)送給顯示模塊進行顯示，控制模塊與顯示模塊之間通過串口相連。
[0024]如圖1所示，本實用新型的檢測裝置的機箱內(nèi)設(shè)有A、B、C三個通道，分別為一氧化碳濃度檢測通道A、自動調(diào)零校準(zhǔn)通道B和防堵塞反吹掃通道C，三通球閥和反吹掃電磁閥用于實現(xiàn)在三個通道之間的切換。
[0025]在檢測模式時，三通球閥轉(zhuǎn)向A通道，氣力輸送器在壓縮空氣的作用下產(chǎn)生吸力，將磨煤機內(nèi)的待測氣體緩慢均勻地吸到測量室內(nèi)，優(yōu)選地，在通入待測煙道氣體的進氣口處安裝一干燥過濾器，以對煤粉和水蒸氣進行初步過濾；在調(diào)零校準(zhǔn)模式時，三通球閥轉(zhuǎn)向B通道，壓縮空氣將測量室內(nèi)的殘留一氧化碳氣體全部吹走，則測量室內(nèi)無一氧化碳氣體，理想濃度為0，按此濃度對系統(tǒng)進行調(diào)零校準(zhǔn)；另外，由于磨煤機內(nèi)煤粉較多，長時間抽取磨煤機內(nèi)的氣體可能會堵塞待測氣體進氣口，所以需要定時對進氣口進行反吹掃，反吹掃模式時，三通球閥轉(zhuǎn)向B通道，反吹掃電磁閥通過脈沖式控制對干燥過濾器進行清潔，同時監(jiān)控壓力衰減所需時間，如果干燥過濾器被堵塞，則壓力需要數(shù)秒的時間(通常為干燥過濾器通