CN111854886A - 一种锅炉液位检测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锅炉液位检测方法及系统，其中涉及的一种锅炉液位检测方法，包括步骤：S11.获取摄像装置拍摄的与锅炉液位视镜相关的图片；S12.将所述获取到的图片与预先存储的图片进行对比，若对比不成功，则得到锅炉无液位的信号；若对比成功，则执行步骤S13；S13.输出锅炉有液位的信号，将所述输出的液位信号量化为模拟量信号，并根据所述模拟量信号为锅炉提供与模拟量信号相对应的水位。本发明实现了液位信号的精准检测，且检测结果真实可靠。
Description
技术领域
本发明涉及锅炉液位检测领域，尤其涉及一种锅炉液位检测方法及系统。
背景技术
锅炉是化工、炼油、发电等工业生产过程中必不可少的重要动力设备。它所产生的高压蒸汽，既可作为风机、压缩机、大型泵类的驱动透平的动力源，又可作为蒸馏、化学反应、干燥和蒸发过程的热源。随着工业生产规模的不断扩张，生产设备的不断革新，作为全厂动力和热源的锅炉，亦向着大容量、高效率发展。为了确保安全，稳定生产，锅炉设备的控制系统就显得愈加重要。
锅炉液位检测是锅炉中的一项重要的检测内容，若锅炉内部液位达不到预设要求，则需要对锅炉进行加水，进而避免因锅炉内部缺水而造成的安全事故。然而目前锅炉的液位检测，一般是电极、电容、压差等，但是这些方法都存在虚假的可能。
如公开号为CN110672179A的专利公开了一种锅炉液位检测方法、装置、存储介质及控制设备，该方法包括：检测锅炉内部的压力、温度和锅炉内装有水的质量；获取与所述压力和温度对应的水的参考密度；根据所述锅炉内装有水的质量和所述参考密度计算所述锅炉内装有水的体积；根据所述锅炉的形状参数和所述锅炉内装有水的体积计算所述锅炉内装有水的液位。本发明通过检测锅炉内部的压力、温度和锅炉内装有水的质量，基于与压力和温度对应的水的参考密度和锅炉内装有水的质量计算水的体积，最终根据锅炉的形状参数和锅炉内装有水的体积计算出锅炉内装有水的液位。上述专利虽然检测到锅炉的液位，但是上述专利采用了压力值质量等因素进行检测，存在检测结果虚假的可能性。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种锅炉液位检测方法及系统。
为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：
一种锅炉液位检测方法，包括步骤：
S1.获取摄像装置拍摄的与锅炉液位视镜相关的图片；
S2.将所述获取到的图片与预先存储的图片进行对比，若对比不成功，则得到锅炉无液位的信号；若对比成功，则执行步骤S3；
S3.输出锅炉有液位的信号，将所述输出的液位信号量化为模拟量信号，并根据所述模拟量信号为锅炉提供与模拟量信号相对应的水位。
进一步的，所述步骤S1中获取摄像装置拍摄的与锅炉液位视镜相关的图片是通过控制系统进行获取的。
进一步的，所述控制系统包括单片机控制器、PLC可编程控制器。
进一步的，所述步骤S2中将获取到的图片与预先存储的图片进行对比，具体为包括：
S21.预先将锅炉液位视镜相对应的图片按照顺序存储于图片库中；
S22.将获取到的图片从图片库中的第0mm的图片开始进行比对，得到第一比对结果；
S23.判断得到的第一比对结果是否大于等于第Nmm图片，若是，则得到锅炉有液位的信号；若否，则得到锅炉无液位的信号。
进一步的，所述步骤S23中得到的比对结果小于第Nmm图片后还包括：
在预设时间内重新获取摄像装置拍摄的与锅炉液位视镜相关的图片，并将在预设时间内获取到的图片从图片库中的第0mm的图片开始进行比对，得到第二比对结果；判断得到的第二比对结果是否大于等于第Nmm图片，若是，则得到锅炉有液位的信号；若否，则得到锅炉无液位的信号。
进一步的，所述步骤S1中摄像装置拍摄的与锅炉液位视镜相关的图片中摄像装置的拍摄间隔时间为0.1-3s。
进一步的，所述预设时间为1-10s。
进一步的，所述步骤S3中输出锅炉有液位的信号中的信号为晶体管信号或通讯代码。
进一步的，所述步骤S23中第Nmm图片为第5mm～10mm的图片。
相应的，还提供一种锅炉液位检测系统，包括：
获取模块，用于获取摄像装置拍摄的与锅炉液位视镜相关的图片；
对比模块，用于将所述获取到的图片与预先存储的图片进行对比；
输出模块，用于输出锅炉有液位的信号，将所述输出的液位信号量化为模拟量信号，并根据所述模拟量信号为锅炉提供与模拟量信号相对应的水位。
与现有技术相比，本发明实现了液位信号的精准检测，且检测结果真实可靠。
附图说明
图1是实施例一提供的一种锅炉液位检测方法流程图；
图2是实施例二提供的一种锅炉液位检测系统结构图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种锅炉液位检测方法及系统。
实施例一
本实施例提供一种锅炉液位检测方法，如图1所示，包括步骤：
S11.获取摄像装置拍摄的与锅炉液位视镜相关的图片；
S12.将所述获取到的图片与预先存储的图片进行对比，若对比不成功，则得到锅炉无液位的信号；若对比成功，则执行步骤S13；
S13.输出锅炉有液位的信号，将所述输出的液位信号量化为模拟量信号，并根据所述模拟量信号为锅炉提供与模拟量信号相对应的水位。
在步骤S11中获取摄像装置拍摄的与锅炉液位视镜相关的图片。
获取摄像装置拍摄的与锅炉液位视镜相关的图片是通过控制系统进行获取的，具体为：
控制系统向锅炉装置发送拍照请求，其中拍照请求也可通过以太网通讯方式或晶体开关进行获取，然后摄像装置每间隔0.1-3s对锅炉液位视镜进行拍照，并将拍照得到的锅炉液位视镜相关的图片传输至控制系统中，最后控制系统读取摄像装置传输的与锅炉液位视镜相关的图片。
在本实施例中，控制系统为单片机控制器或PLC可编程控制器等。摄像装置为摄像头或摄像机等
在步骤S12中，将获取到的图片与预先存储的图片进行对比，若对比不成功，则得到锅炉无液位的信号；若对比成功，则执行步骤S13。
将获取到的图片与预先存储的图片进行对比，具体为：
S121.预先将锅炉液位视镜相对应的图片按照顺序存储于图片库中；
预先在控制系统中存储锅炉液位视镜相关的图片，其中存储的图片为锅炉液位视镜高度的相关图片，本实施例预设1mm对应一张图片(若想要获取到更加精确的结果，则也可以预设0.5mm对应一张图片，本实施例以1mm对应一张图为例说明)，如锅炉液位视镜高度为1mm的图片、锅炉液位视镜高度为300mm的图片、锅炉液位视镜高度为500mm的图片等等。
在本实施例中，按照顺序存储于图片库中是按照从小到大的顺序进行存储，如按照锅炉液位视镜高度为0mm、1mm、2mm、3mm……499mm、500mm……的方式进行存储，则0mm表示第0张图片，用0#表示；1mm表示第1张图片，用1#表示；2mm表示第2张图片等等，用2#表示，以此类推，那么499mm表示第499张图片，用499#表示；500mm表示第500张图片，用500#表示。
本实施例至少存储300张以上的锅炉液位视镜图片，优选500张图片，即对应有锅炉液位视镜的高度为0～500mm的图片。
S122.将获取到的图片从图片库中的第0mm的图片开始进行比对，得到第一比对结果；
控制系统将获取的锅炉液位视镜相关的图片与图片库中的图片进行比对，按照步骤S121的顺序进行比对，从锅炉液位视镜高度为0mm的图片进行比对，也就是从第0张图片开始比对，得到一个比对结果。
S123.判断得到的第一比对结果是否大于等于第Nmm图片，若是，则得到锅炉有液位的信号；若否，执行步骤S124；
根据步骤S122得到的比对结果查看获取到的锅炉液位视镜相关的图片属于图片库中哪一张图片，并根据这张图片判断其是否为有液位信号的图片，若是，则执行步骤S13；若否，则执行步骤S124。
在本实施例中，优选第Nmm图片是锅炉液位视镜高度为5mm～10mm的图片。
设第Nmm图片是锅炉液位视镜高度为5mm的图片，即第5张图片。
根据比对结果判断获取到的锅炉液位视镜相关的图片属于图片库中哪一张图片，若是液位视镜高度为6mm的图片，即第6张图片，则表示该锅炉有液位的信号；若是液位视镜高度为4mm的图片，即第4张图片，则执行步骤S124。
S124.在预设时间内重新获取摄像装置拍摄的与锅炉液位视镜相关的图片，并将在预设时间内获取到的图片从图片库中的第0mm的图片开始进行比对，得到第二比对结果；判断得到的第二比对结果是否大于等于第Nmm图片，若是，则得到锅炉有液位的信号；若否，则得到锅炉无液位的信号。
在本实施例中，预设时间为1-10s，优选5s。
在5s内摄像装置重新每间隔0.1-3s对锅炉液位视镜进行拍照，然后将在5s内拍照的锅炉液位视镜相关的图片传输至控制系统中，控制系统获取到的图片与预先存储的图片进行对比，得到第二比对结果；在判断在5s内得到图片的结果是否大于等于第Nmm图片，若是，则得到锅炉有液位的信号；若否，则得到锅炉无液位的信号。
在本实施例中，在预设5s的时间内连续对比成功才算得到锅炉有液位的信号，若不是连续对比成功，则表示无液位的信号。
需要说明的是，摄像装置重新每间隔0.1-3s对锅炉液位视镜进行拍照与步骤S11类似，控制系统获取到的图片与预先存储的图片进行对比与步骤S122类似，判断结果是否大于等于第Nmm图片与步骤S123类似，本实施例在此不多做赘述。
在本实施例中，当锅炉无液位的信号是，锅炉系统自动停机，且进行报警，进而避免锅炉发生损害，起到保护作用。
在步骤S13中输出锅炉有液位的信号，将输出的液位信号量化为模拟量信号，并根据模拟量信号为锅炉提供与模拟量信号相对应的水位。
其中，输出锅炉有液位的信号中的信号可以通过晶体管信号或通讯代码的方式进行显示。
将输出的液位信号量化为模拟量信号，具体为：
图片模拟量化可以用下列的通用换算公式换算：
Ov＝[(Osh-Osl)*(Iv-Isl)/(Ish-Isl)]+Osl
其中，Ov表示换算数值结果；Iv表示换算对象(如当前图号0#～500#)；Osh表示换算结果的高限(如500)；Osl表示换算结果的低限(如0)；Ish表示换算对象的高限(如500)；Isl表示换算对象的低限(如0)。
图片模拟量化还可以用下列的通用换算公式换算：
Os＝[(Osh-Osl)*(Ov-Isl)/(Ish-Isl)]+Osl
其中，Os表示换算输出结果；Ov表示换算数值结果对像(如当前编号0～500)；Osh表示换算结果的高限(如20mA或10V)；Osl表示换算结果的低限(如4mA或0V)；Ish表示换算对象的高限(如500)；Isl表示换算对象的低限(如0)。
在本实施例中，图片模拟量量化，如对比成功0#代表4mA或0v、对比成功最高250#代表8mA或5v、对比成功最高500#代表20mA或10v。
根据模拟量信号为锅炉提供与模拟量信号相对应的水位具体为：
模拟量信号代表是一个液位高低信号，锅炉通过pid设置目标值，与液位高低信号进比较运算，来调节补水泵变频频率实现连续补水，同时达到恒定锅炉液位的目标。
在锅炉有水是，会随着外面蒸汽使用，液位会随着蒸发而降低，因此锅炉需要维持一个比较固定的液位，当检测到水位低于固定的值是，则增大进水量(加大变频频率)；当检测到水位高于固定进水值，则减少进水量(减小变频频率)。
与现有技术相比，本实施例可以要控制锅炉液位，且实施对液位进行精准监视，且检测结果真实可靠。
实施例二
本实施例提供一种锅炉液位检测系统，如图2所示。包括：
获取模块11，用于获取摄像装置拍摄的与锅炉液位视镜相关的图片；
第一对比模块12，用于将所述获取到的图片与预先存储的图片进行对比；
输出模块13，用于输出锅炉有液位的信号，将所述输出的液位信号量化为模拟量信号，并根据所述模拟量信号为锅炉提供与模拟量信号相对应的水位。
进一步的，获取模块11中获取摄像装置拍摄的与锅炉液位视镜相关的图片是通过控制系统进行获取的。
进一步的，控制系统包括单片机控制器、PLC可编程控制器。
进一步的，对比模块12中将获取到的图片与预先存储的图片进行对比，具体为包括：
预存模块，用于预先将锅炉液位视镜相对应的图片按照顺序存储于图片库中；
第二比对模块，用于将获取到的图片从图片库中的第0mm的图片开始进行比对，得到第一比对结果；
判断模块，用于判断得到的第一比对结果是否大于等于第Nmm图片，若是，则得到锅炉有液位的信号；若否，则得到锅炉无液位的信号。
进一步的，所述判断模块中得到的比对结果小于第Nmm图片后还包括：
第三比对模块，用于在预设时间内重新获取摄像装置拍摄的与锅炉液位视镜相关的图片，并将在预设时间内获取到的图片从图片库中的第0mm的图片开始进行比对，得到第二比对结果；判断得到的第二比对结果是否大于等于第Nmm图片，若是，则得到锅炉有液位的信号；若否，则得到锅炉无液位的信号。
进一步的，获取模块中摄像装置拍摄的与锅炉液位视镜相关的图片中摄像装置的拍摄间隔时间为0.1-3s。
进一步的，第三比对模块中预设时间为1-10s。
进一步的，所述输出模块中输出锅炉有液位的信号中的信号为晶体管信号或通讯代码。
进一步的，所述判断模块中第Nmm图片为第5mm～10mm的图片。
需要说明的是，本实施例提供的一种锅炉液位检测系统与实施例一类似，在此不多做赘述。
与现有技术相比，本实施例实现了液位信号的精准检测，且检测结果真实可靠。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种锅炉液位检测方法，其特征在于，包括步骤：
S1.获取摄像装置拍摄的与锅炉液位视镜相关的图片；
S2.将所述获取到的图片与预先存储的图片进行对比，若对比不成功，则得到锅炉无液位的信号；若对比成功，则执行步骤S3；
S3.输出锅炉有液位的信号，将所述输出的液位信号量化为模拟量信号，并根据所述模拟量信号为锅炉提供与模拟量信号相对应的水位。
2.根据权利要求1所述的一种锅炉液位检测方法，其特征在于，所述步骤S1中获取摄像装置拍摄的与锅炉液位视镜相关的图片是通过控制系统进行获取的。
3.根据权利要求2所述的一种锅炉液位检测方法，其特征在于，所述控制系统包括单片机控制器、PLC可编程控制器。
4.根据权利要求1所述的一种锅炉液位检测方法，其特征在于，所述步骤S2中将获取到的图片与预先存储的图片进行对比，具体为包括：
S21.预先将锅炉液位视镜相对应的图片按照顺序存储于图片库中；
S22.将获取到的图片从图片库中的第0mm的图片开始进行比对，得到第一比对结果；
S23.判断得到的第一比对结果是否大于等于第Nmm图片，若是，则得到锅炉有液位的信号；若否，则得到锅炉无液位的信号。
5.根据权利要求4所述的一种锅炉液位检测方法，其特征在于，所述步骤S23中得到的比对结果小于第Nmm图片后还包括：
在预设时间内重新获取摄像装置拍摄的与锅炉液位视镜相关的图片，并将在预设时间内获取到的图片从图片库中的第0mm的图片开始进行比对，得到第二比对结果；判断得到的第二比对结果是否大于等于第Nmm图片，若是，则得到锅炉有液位的信号；若否，则得到锅炉无液位的信号。
6.根据权利要求1所述的一种锅炉液位检测方法，其特征在于，所述步骤S1中摄像装置拍摄的与锅炉液位视镜相关的图片中摄像装置的拍摄间隔时间为0.1-3s。
7.根据权利要求5所述的一种锅炉液位检测方法，其特征在于，所述预设时间为1-10s。
8.根据权利要求1所述的一种锅炉液位检测方法，其特征在于，所述步骤S3中输出锅炉有液位的信号中的信号为晶体管信号或通讯代码。
9.根据权利要求4所述的一种锅炉液位检测方法，其特征在于，所述步骤S23中第Nmm图片为第5mm～10mm的图片。
10.一种锅炉液位检测系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取摄像装置拍摄的与锅炉液位视镜相关的图片；
对比模块，用于将所述获取到的图片与预先存储的图片进行对比；
输出模块，用于输出锅炉有液位的信号，将所述输出的液位信号量化为模量拟信号，并根据所述模拟量信号为锅炉提供与模拟量信号相对应的水位。
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- 2020-07-14 CN CN202010675491.5A patent/CN111854886A/zh active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20201030 |