一種層燃鍋爐熄滅點監(jiān)測視頻系統(tǒng)的成像校準(zhǔn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種成像校準(zhǔn)裝置，尤其涉及一種層燃鍋爐熄滅點監(jiān)測視頻系統(tǒng)的成像校準(zhǔn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由于歷史原因，層燃鍋爐是目前我國民間和工業(yè)界應(yīng)用最為廣泛的鍋爐類型之一。然而，該類鍋爐不僅燃燒效率低，而且對環(huán)境影響特別嚴(yán)重。近些年來，隨著原材料價格不斷高漲，以及我國對工業(yè)和日常生活低碳環(huán)保的要求也越來越苛嚴(yán)，如何提高層燃鍋爐的燃燒效率，已成為社會各界廣為關(guān)注的問題之一。目前我國層燃鍋爐的燃燒效率遠(yuǎn)低于國際平均水平。其主要原因是，目前層燃鍋爐的燃燒熄滅界限還主要依靠人工通過裸眼觀測手動完成。然而熄滅界限的誤差將直接關(guān)系到層燃鍋爐的燃燒效率。一般來說，如果熄滅點離爐膛前端太近，會造成燃料燃燒不充分。熄滅線過前不僅會造成不必要的能源浪費，而且大大降低了鍋爐的有效燃燒面積，使得爐膛溫度很難達(dá)到預(yù)定設(shè)定值。為了保證足夠的熱源，在此情況下鍋爐不得不延長運行時間，結(jié)果是造成進(jìn)一步的能源浪費；另一方面，如果熄滅界限離爐膛后端太近，溫度過高的燃料層在離開爐排末端時，不僅會嚴(yán)重?fù)p壞爐排末端設(shè)備，而且過高溫度的爐渣在進(jìn)入渣槽后被急速降溫，會產(chǎn)生大量的酸性氣體。揮發(fā)后的酸性氣體會直接腐蝕爐膛內(nèi)部機構(gòu)，從而大大降低了鍋爐的使用壽命。因此，如何準(zhǔn)確的、實時的監(jiān)控爐膛燃燒熄滅界限一直是困擾層燃鍋爐用戶的難題之一。
[0003]當(dāng)前，對層燃鍋爐燒熄滅界限的最優(yōu)控制研究與應(yīng)用還比較少，其技術(shù)瓶頸在于如何自動檢測并校準(zhǔn)鍋爐燃燒熄滅界限。該專利便致力于提供一套簡潔、高效、準(zhǔn)確的層燃鍋爐監(jiān)測系統(tǒng)成像校準(zhǔn)裝置，該裝置是提供層燃鍋爐熄滅界限自動控制，以及實現(xiàn)層燃鍋爐整體燃燒優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)之一。
[0004]如果要在燃燒滅火界限實現(xiàn)自動化監(jiān)測，需要使用攝像頭進(jìn)行實時觀測。為了獲得較寬的爐膛成像區(qū)域，一般選用廣角鏡頭。但是廣角鏡頭的弊端在于:存在一定程度的曲面成像變形，簡稱魚眼效應(yīng)。變形后的畫面如果不經(jīng)過校正將直接影響到熄滅點監(jiān)測的精度。然而，目前普遍存在的魚眼效應(yīng)修成方式為:通過圖像處理進(jìn)行“軟”修正。然而“軟”修正算法不僅需要根據(jù)應(yīng)用場合進(jìn)行定制修改，而且修正后的圖像準(zhǔn)確性很難進(jìn)行評估。鑒于“軟”修正的諸多弊端，該專利便提供了一套“軟” “硬”結(jié)合的校準(zhǔn)方法。通過該專利提供的硬件校準(zhǔn)機構(gòu)，不僅應(yīng)用通用性好，而且可以保證近乎100%的修正精度。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型所要解決的主要技術(shù)問題是提供一種層燃鍋爐熄滅點監(jiān)測鏡頭的成像校準(zhǔn)裝置，能夠有效避免廣角鏡頭帶來的魚眼效應(yīng)所造成的測量不精準(zhǔn)的現(xiàn)象。實現(xiàn)對熄滅點的精確測量，同時，校準(zhǔn)過程簡單，計算量小。
[0006]為了解決上述的技術(shù)問題，本實用新型提供了一種層燃鍋爐熄滅點監(jiān)測鏡頭的成像校準(zhǔn)裝置，包括:傳動桿以及連接在所述傳動桿一端的掃描探頭；所述傳動桿由步進(jìn)電機驅(qū)動，帶動所述掃描探頭旋轉(zhuǎn)；所述掃描探頭包括:
[0007]線狀激光發(fā)生器，其每旋轉(zhuǎn)一次就在爐排上形成一條垂直于爐壁的基準(zhǔn)線，從而形成柵狀的基準(zhǔn)線組；步進(jìn)電機歸零時對應(yīng)的基準(zhǔn)線為零位基準(zhǔn)線；
[0008]激光測距儀，其從A點發(fā)射激光至基準(zhǔn)線上的任一點B，從而測得AB間的距離I1;將I1投影到爐壁面上得到12;再將12投影到爐排面上；
[0009]傾角傳感器，其測量^與12之間的夾角α、I 2與其投影到爐排面上的投影軌跡線之間的夾角βO
[0010]在一較佳實施例中:所述步進(jìn)電機與蝸輪蝸桿減速器連接。
[0011 ] 在一較佳實施例中:所述蝸輪蝸桿減速器根據(jù)不同的精度要求選定不同的蝸輪蝸桿減速比。
[0012]在一較佳實施例中:還包括支撐桿，所述支撐桿的一端與掃描探頭連接。
[0013]在一較佳實施例中:所述支撐桿和傳動桿可以根據(jù)爐膛內(nèi)壁的厚度調(diào)節(jié)長度。
[0014]在一較佳實施例中:還包括溫度傳感器，所述溫度傳感器監(jiān)測爐膛內(nèi)的溫度。
[0015]在一較佳實施例中:所述零位基準(zhǔn)線為爐排末端的基準(zhǔn)線。
[0016]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型的技術(shù)方案具備以下有益效果:
[0017]1.通過線狀激光發(fā)生器在爐排上形成柵線，同時使用激光測距儀和傾角發(fā)生器進(jìn)行相關(guān)測量后，即可通過幾何運算得出每條基準(zhǔn)線與爐排末端基準(zhǔn)線的距離。從而可以確定熄滅點的位置，不受魚眼效應(yīng)的影響。并且計算原理簡單、計算量小。
[0018]2.步進(jìn)電機上加裝蝸輪蝸桿減速器，降低步進(jìn)電機的轉(zhuǎn)速，從而使得基準(zhǔn)線的數(shù)量更多，相鄰基準(zhǔn)線之間的間距更小，測量結(jié)果更加準(zhǔn)確。校準(zhǔn)精度和蝸輪蝸桿減速器的減速比直接關(guān)聯(lián)。可以根據(jù)不同應(yīng)用需求，靈活選配該減速比。
[0019]3.將校準(zhǔn)裝置與攝像裝置分開設(shè)置，降低了后續(xù)維護(hù)的成本。
[0020]4.支撐桿和傳動桿的長度可以根據(jù)爐膛內(nèi)壁的厚度調(diào)整，可以適用于不同尺寸的鍋爐。
[0021]5.校準(zhǔn)裝置放置在新的鍋爐里時，只需重新生成一次柵狀坐標(biāo)，得到每條基準(zhǔn)線與爐排末端基準(zhǔn)線的距離數(shù)據(jù)后，即可使用?？梢詮V泛應(yīng)用在各種鍋爐里。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型優(yōu)選實施例中校準(zhǔn)裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖2為本實用新型優(yōu)選實施例中校準(zhǔn)裝置的剖視圖；
[0024]圖3為本實用新型優(yōu)選實施例中校準(zhǔn)裝置的校準(zhǔn)原理圖。
【具體實施方式】
[0025]下文結(jié)合附圖和【具體實施方式】，對本實用新型做進(jìn)一步說明。
[0026]參考圖1-2，一種層燃鍋爐熄滅點監(jiān)測鏡頭的成像校準(zhǔn)裝置，包括:傳動桿I以及連接在所述傳動桿I 一端的掃描探頭2 ;所述傳動桿I由步進(jìn)電機3驅(qū)動，帶動所述掃描探頭2旋轉(zhuǎn)；所述掃描探頭2包括:
[0027]線狀激光發(fā)生器21，其每旋轉(zhuǎn)一次就在爐排上形成一條垂直于爐壁的基準(zhǔn)線，從而形成柵狀的基準(zhǔn)線組，其中的基準(zhǔn)線間距相同；并選步進(jìn)電機3的角度歸零時對應(yīng)的基準(zhǔn)線為零位基準(zhǔn)線；
[0028]激光測距儀22，其從A點發(fā)射激光至基準(zhǔn)線上的任一點B，從而測得AB間的距離11;將I i投影到爐壁面上得到12;再將12投影到爐排面上；
[0029]傾角傳感器23，其測量^與I2之間的夾角α、12與其投影到爐排面上的投影軌跡線之間的夾角β。
[0030]進(jìn)一步參考圖3，上述校準(zhǔn)裝置的工作原理為:
[0031]線狀激光發(fā)生器21跟隨步進(jìn)電機3旋轉(zhuǎn)，每旋轉(zhuǎn)一次就在爐排上形成一條垂直于爐壁的基準(zhǔn)線，從而形成柵狀的基準(zhǔn)線組。激光測距儀22從A點發(fā)射激光至基準(zhǔn)線上的任一點B，并測得AB間的距離11;將I i投影到爐壁面上得到12;再將I 2投影到爐排面上。傾角傳感器23測量^與12之間的夾角α、12與其投影到爐排面上的投影軌跡線之間的夾角β。進(jìn)而根據(jù)幾何原理，即可得出該基準(zhǔn)線與零位基準(zhǔn)線的距離I3= sin a cos β I 10對每一條基準(zhǔn)線重復(fù)上述步驟后，即可得到每條基準(zhǔn)線與零位基準(zhǔn)線的距離數(shù)據(jù)。
[0032]同時，攝像裝置也在實時拍攝每一次爐膛內(nèi)帶有基準(zhǔn)線的路爐排畫面，并存儲每一次畫面中基準(zhǔn)線與零位基準(zhǔn)線間的距離數(shù)據(jù)。當(dāng)完成所有基準(zhǔn)線信息采集后，即可合成整個爐排面的柵狀坐標(biāo)，完成標(biāo)定工作。在鍋爐實際運行時，攝像裝置將實時拍攝爐膛內(nèi)的畫面，當(dāng)檢測出火焰熄滅邊緣線后，自動調(diào)用標(biāo)定好的柵狀坐標(biāo)進(jìn)行比對，確定熄滅點的位置。
[0033]本實施例還包括以下優(yōu)選設(shè)計:
[0034]所述步進(jìn)電機的轉(zhuǎn)速為25000步/轉(zhuǎn)。所述步進(jìn)電機與蝸輪蝸桿減速器連接。蝸輪蝸桿減速器的減速比為1:20，也可以根據(jù)不同的精度要求選擇合適的蝸輪蝸桿減速器的減速比，屬于簡單替換，不再贅述。這樣使得步進(jìn)電機每走一步帶來的β角的變化更小，從而增加了基準(zhǔn)線的數(shù)量，也使得基準(zhǔn)線之間的距離變小。提高了測量精度。
[0035]本實施例中，所述校準(zhǔn)裝置還包括支撐桿4，所述支撐桿4的一端與掃描探頭2連接。所述支撐桿4和傳動桿I可以根據(jù)爐膛內(nèi)壁的厚度調(diào)節(jié)長度。這樣所述校準(zhǔn)裝置就可以適配不同尺寸的鍋爐，具備了廣泛適用性。
[0036]本實施例中，所述校準(zhǔn)裝置還包括溫度傳感器24，所述溫度傳感器24監(jiān)測爐膛內(nèi)的溫度。當(dāng)爐膛內(nèi)溫度過高時，可以及時將所述校準(zhǔn)裝置取出，避免校準(zhǔn)裝置因為高溫工作而損壞。
[0037]以上所述，僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】，但本實用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種層燃鍋爐熄滅點監(jiān)測視頻系統(tǒng)的成像校準(zhǔn)裝置，其特征在于包括:傳動桿以及連接在所述傳動桿一端的掃描探頭；所述傳動桿由步進(jìn)電機驅(qū)動，帶動所述掃描探頭旋轉(zhuǎn)；所述掃描探頭包括: 線狀激光發(fā)生器，其每旋轉(zhuǎn)一次就在爐排上形成一條垂直于爐壁的基準(zhǔn)線，從而形成柵狀的基準(zhǔn)線組；步進(jìn)電機歸零時對應(yīng)的基準(zhǔn)線為零位基準(zhǔn)線； 激光測距儀，其從A點發(fā)射激光至基準(zhǔn)線上的任一點B，從而測得AB間的距離11 ;將11投影到爐壁面上得到12 ;再將12投影到爐排面上； 傾角傳感器，其測量11與12之間的夾角α、12與其投影到爐排面上的投影軌跡線之間的夾角β O2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種層燃鍋爐熄滅點監(jiān)測視頻系統(tǒng)的成像校準(zhǔn)裝置，其特征在于:所述步進(jìn)電機與蝸輪蝸桿減速器連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種層燃鍋爐熄滅點監(jiān)測視頻系統(tǒng)的成像校準(zhǔn)裝置，其特征在于:所述蝸輪蝸桿減速器根據(jù)不同的精度要求選定不同的蝸輪蝸桿減速比。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種層燃鍋爐熄滅點監(jiān)測視頻系統(tǒng)的成像校準(zhǔn)裝置，其特征在于:還包括支撐桿，所述支撐桿的一端與掃描探頭連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種層燃鍋爐熄滅點監(jiān)測視頻系統(tǒng)的成像校準(zhǔn)裝置，其特征在于:所述支撐桿和傳動桿可以根據(jù)實際情況調(diào)節(jié)長度。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種層燃鍋爐熄滅點監(jiān)測視頻系統(tǒng)的成像校準(zhǔn)裝置，其特征在于:還包括溫度傳感器，所述溫度傳感器監(jiān)測爐膛內(nèi)的溫度。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種層燃鍋爐熄滅點監(jiān)測視頻系統(tǒng)的成像校準(zhǔn)裝置，其特征在于:所述基準(zhǔn)線組中的基準(zhǔn)線間距相同。
【專利摘要】本實用新型提供了一種層燃鍋爐熄滅點監(jiān)測視頻系統(tǒng)的成像校準(zhǔn)裝置，包括：傳動桿以及連接在所述傳動桿一端的掃描探頭；所述傳動桿由步進(jìn)電機驅(qū)動，帶動所述掃描探頭旋轉(zhuǎn)；所述掃描探頭中的線狀激光發(fā)生器在爐排上形成一條垂直于爐壁的基準(zhǔn)線，進(jìn)而形成柵狀的基準(zhǔn)線組；步進(jìn)電機歸零時對應(yīng)的基準(zhǔn)線為零位基準(zhǔn)線；激光測距儀從A點發(fā)射激光至基準(zhǔn)線上的任一點B，從而測得AB間的距離l1；將l1投影到爐壁面上得到l2；再將l2投影到爐排面上；傾角傳感器測量l1與l2之間的夾角α、l2與其投影到爐排面上的投影軌跡線之間的夾角β。即可通過幾何運算得出每條基準(zhǔn)線與爐排末端基準(zhǔn)線的距離。
【IPC分類】H04N17/00, F23M11/04
【公開號】CN204929112
【申請?zhí)枴緾N201520151124
【發(fā)明人】吳卓, 褚丹雷
【申請人】廈門奧普拓自控科技有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年3月17日