CN202141689U - 焦炉煤气热值智能检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种焦炉煤气热值智能检测系统，包括取样探头、密度流量检测单元、燃烧检测单元和智能控制器，取样探头通过密度流量检测单元气路连接燃烧检测单元，燃烧检测单元采用数字式燃烧单元检测板，密度流量检测单元和燃烧检测单元分别与智能控制器通过信号链路连接，较佳地，还包括样气干燥除杂预处理装置，取样探头通过样气干燥除杂预处理装置气路连接密度流量检测单元，数字式燃烧单元检测板和智能控制器通过RS485通讯接口通讯，密度流量检测单元和智能控制器通过通用模拟量I/O接口通讯，智能控制器具有工控主板和人机界面。本实用新型的焦炉煤气热值智能检测系统设计巧妙，能够提高检测的精度，且输出参数丰富，适于大规模推广应用。

Description

焦炉煤气热值智能检测系统

技术领域

本实用新型涉及检测系统技术领域，特别涉及热值检测系统技术领域，具体是指一种焦炉煤气热值智能检测系统，应用于炼焦工业中的焦炉煤气热值的检测。

背景技术

现代工业的快速发展，对于环境保护的要求越来越高，非常注重能源的再生和利用。焦炉煤气，又称焦炉气，是指用几种烟煤配制成炼焦用煤，在炼焦炉中经过高温干馏后，在产出焦炭和焦油产品的同时所产生的一种可燃性气体，是炼焦工业的副产品。焦炉气属于中热值气，其热值为每标准立方米17～19MJ，适合用做高温工业炉的燃料和城市煤气，为了保障企业的能源计量工作和经济效益，必须要准确地、连续地检测焦炉气的热值。

一般焦炉气的热值检测采用燃烧式的原理，通过对气体流量、密度、燃烧后温度的多参数的变换，即可得到焦炉气的净热值并把它变换为标准的4～20mA信号输出，送给用户用于显示和监控，传统方式的信号传输要经过数模、模数转换，必然造成信号的精确度不高，而且传统方式的计算能力有限，仅能输出净热值等参数。

因此，为了解决存在的上述问题与缺陷，需要提供一种焦炉煤气热值智能检测系统，其能够提高检测的精度，且输出参数丰富。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种焦炉煤气热值智能检测系统，该焦炉煤气热值智能检测系统设计巧妙，能够提高检测的精度，且输出参数丰富，适于大规模推广应用。

为了实现上述目的，本实用新型的焦炉煤气热值智能检测系统，包括取样探头、密度流量检测单元和燃烧检测单元，所述取样探头通过所述密度流量检测单元气路连接所述燃烧检测单元，其特点是，所述焦炉煤气热值智能检测系统还包括智能控制器，所述燃烧检测单元采用数字式燃烧单元检测板，所述密度流量检测单元和所述燃烧检测单元分别与所述智能控制器通过信号链路连接。

较佳地，所述焦炉煤气热值智能检测系统还包括样气干燥除杂预处理装置，所述取样探头通过所述样气干燥除杂预处理装置气路连接所述密度流量检测单元。

较佳地，所述数字式燃烧单元检测板包括ARM7嵌入式处理器和数字式单片机电路模块，所述ARM7嵌入式处理器和所述数字式单片机电路模块电路连接，所述数字式单片机电路模块和所述智能控制器通过信号链路连接。

更佳地，所述数字式单片机电路模块包括信号输入处理电路模块、信号处理电路模块和数字通讯输出电路模块，所述信号输入处理电路模块通过所述信号处理电路模块电路连接所述数字通讯输出电路模块，所述数字通讯输出电路模块和所述智能控制器通过信号链路连接，所述ARM7嵌入式处理器和所述信号处理电路模块电路连接。

更进一步地，所述信号处理电路模块包括信号调制模块、计算判断模块、专家模型公式集模块、自诊断信号处理模块、防火焰波动模块和信号通讯输出模块，所述信号输入处理电路模块依次通过所述信号调制模块、所述计算判断模块、所述专家模型公式集模块、所述自诊断信号处理模块、所述防火焰波动模块和所述信号通讯输出模块电路连接所述数字通讯输出电路模块。

较佳地，所述数字式燃烧单元检测板具有第一RS485通讯接口，所述智能控制器具有第二RS485通讯接口，所述第一RS485通讯接口和所述第二RS485通讯接口通过信号链路连接。

较佳地，所述密度流量检测单元具有第一通用模拟量I/O接口，所述智能控制器具有第二通用模拟量I/O接口，所述第一通用模拟量I/O接口和所述第二通用模拟量I/O接口通过信号链路连接。

较佳地，所述智能控制器具有工控主板和人机界面，所述密度流量检测单元和所述燃烧检测单元分别与所述工控主板通过信号链路连接，所述工控主板和所述人机界面电路连接。

更佳地，所述智能控制器还具有无线通讯模块和/或有线通讯模块，所述工控主板电路连接所述无线通讯模块和/或所述有线通讯模块。

较佳地，所述信号链路是有线信号链路或无线信号链路。

本实用新型的有益效果具体在于：本实用新型的焦炉煤气热值智能检测系统包括取样探头、密度流量检测单元、燃烧检测单元和智能控制器，所述取样探头通过所述密度流量检测单元气路连接所述燃烧检测单元，所述燃烧检测单元采用数字式燃烧单元检测板，所述密度流量检测单元和所述燃烧检测单元分别与所述智能控制器通过信号链路连接，设计巧妙，能够提高检测的精度，且输出参数丰富，适于大规模推广应用。

附图说明

图1是本实用新型的一具体实施例的结构示意图。

图2是图1所示的具体实施例的数字式燃烧单元检测板的结构示意图。

图3是图1所示的具体实施例的智能控制器的结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。应理解，实施例仅是用于说明本实用新型，而不是对本实用新型的限制。

请参见图1-3所示，本实用新型的焦炉煤气热值智能检测系统包括取样探头1、密度流量检测单元2、燃烧检测单元3和智能控制器4，所述取样探头1通过所述密度流量检测单元2气路连接所述燃烧检测单元3，所述燃烧检测单元3采用数字式燃烧单元检测板5，所述密度流量检测单元2和所述燃烧检测单元3分别与所述智能控制器4通过信号链路连接。

为了检测准确，请参见图1所示，在本实用新型的具体实施例中，所述焦炉煤气热值智能检测系统还包括样气干燥除杂预处理装置6，所述取样探头1通过所述样气干燥除杂预处理装置6气路连接所述密度流量检测单元2。

所述数字式燃烧单元检测板5可以是任何合适的结构，较佳地，所述数字式燃烧单元检测板5包括ARM7嵌入式处理器和数字式单片机电路模块，所述ARM7嵌入式处理器和所述数字式单片机电路模块电路连接，所述数字式单片机电路模块和所述智能控制器通过信号链路连接。

更佳地，所述数字式单片机电路模块包括信号输入处理电路模块、信号处理电路模块和数字通讯输出电路模块，所述信号输入处理电路模块通过所述信号处理电路模块电路连接所述数字通讯输出电路模块，所述数字通讯输出电路模块和所述智能控制器4通过信号链路连接，所述ARM7嵌入式处理器和所述信号处理电路模块电路连接。

请参见图2所示，在本实用新型的具体实施例中，所述数字式燃烧单元检测板3移植了μC/OS-II实时操作系统，并且编制了专用程序模块，即所述信号处理电路模块包括信号调制模块、计算判断模块、专家模型公式集模块、自诊断信号处理模块、防火焰波动模块和信号通讯输出模块，所述信号输入处理电路模块依次通过所述信号调制模块、所述计算判断模块、所述专家模型公式集模块、所述自诊断信号处理模块、所述防火焰波动模块和所述信号通讯输出模块电路连接所述数字通讯输出电路模块。

所述数字式燃烧单元检测板3和所述智能控制器4可以通过合适的通讯接口进行通讯，请参见图2和3所示，在本实用新型的具体实施例中，所述数字式燃烧单元检测板3具有第一RS485通讯接口，所述智能控制器4具有第二RS485通讯接口，所述第一RS485通讯接口和所述第二RS485通讯接口通过信号链路连接。

所述密度流量检测单元2和所述智能控制器4可以通过合适的通讯接口进行通讯，请参见图2和3所示，在本实用新型的具体实施例中，所述密度流量检测单元2具有第一通用模拟量I/O接口(未示出)，所述智能控制器4具有第二通用模拟量I/O接口，所述第一通用模拟量I/O接口和所述第二通用模拟量I/O接口通过信号链路连接。

所述智能控制器4可以具有任何合适的结构，较佳地，所述智能控制器4具有工控主板和人机界面，所述密度流量检测单元2和所述燃烧检测单元3分别与所述工控主板通过信号链路连接，所述工控主板和所述人机界面电路连接。人机界面可以采用触摸式液晶屏幕。

更佳地，所述智能控制器4还具有无线通讯模块和/或有线通讯模块，所述工控主板电路连接所述无线通讯模块和/或所述有线通讯模块。所述无线通讯模块可以是GPRS通讯模块，所述有线通讯模块可以是RS485模块或工业以太网接口。

所述信号链路可以是任何合适的链路，较佳地，所述信号链路是有线信号链路或无线信号链路。

本实用新型使用时，取样探头1安装在焦炉煤气管道上，实时连续地抽取样气，取出的样气经过样气干燥除杂预处理装置6进行处理，使样气变为干燥、干净、无杂质的样气，再把此样气经过密度流量检测单元2进行密度和流量的检测，最后送入到燃烧检测单元3里进行完全燃烧，数字式燃烧单元检测板5检测样气燃烧前后相关信号，各种信号由数字式燃烧单元检测板5和密度流量检测单元2送到智能控制器4，并由智能控制器4把信号进行通讯输出。

样气进入燃烧检测单元3后，在燃烧前先经过冷端气室，由气室中的热电偶信号测得冷端温度，样气从冷端气室经过喷嘴燃烧后，在热端气室中分布了三个热电偶测得三个热端温度，这些温度信号都送入数字式燃烧单元检测板5中去，另外加上点火信号和熄火信号也由相应的传感器检测同样也送入数字式燃烧单元检测板5；上述信号进入数字式燃烧单元检测板5后先经过信号输入处理电路模块处理，然后把处理过的信号送入与ARM7微处理器电路连接的数字式单片机电路模块，在该电路中内置了操作系统并编写了专用处理程序模块，信号先经过信号调制模块处理，然后把结果送到计算判断模块，根据计算的结果，决定使用专家模型公式集模块中的某一个公式和对应系数来进行热值计算，同时根据信号的变化由防火焰波动模块来消除因为压力的波动导致热值不稳定的现象，另外由自诊断信号处理模块处理一些自诊断信息(点火成功、点火失败、熄火、电路故障、通讯故障等)，最后热值计算结果和自诊断信息，通过专用定制的数字通讯协议，从第一RS485通讯接口送到智能控制器4去。

数字式燃烧单元检测板5送来的485数字信号由第二485通讯接口进入到智能控制器4里，由密度流量检测单元2输出的密度流量信号送到智能控制器4的第二通用模拟量I/O接口，智能控制器4里安装了windows CE 5.0，并部署了专用的热值智能检测软件，通过该软件强大的功能，可以把送来的数据实现各种计算，实现净热值到总热值的换算、华白指数计算、工况标况的换算、建立数据库、显示趋势图、长期历史数据存储、报警等功能，并可以把各种数据通过另外的RS485接口或者工业以太网接口利用标准的MODBUS协议或TCP/IP协议送给用户，还可以通过GPRS通讯模块无线发送数据，通过internet网络把数据送到用户的任意指定地点(需要连接因特网)，真正实现了远程智能监控。

在本实用新型的具体实施例中，智能控制器4的构成如下：

CPU工作频率：104MHz～520MHz；SDRAM：64MB；NOR Flash：2MB；NAND Flash：256MB；TFT触摸式液晶屏，最大分辨率为800×600；10/100M工业级以太网接口：1个；RS232接口：2个，均为全功能串口；RS485通讯接口：2个，包括第二RS485通讯接口；通用数字I/O：8路数字输入/8路数字输出；通用模拟I/O接口：4路模拟量输入(4～20mA)，包括第二通用模拟量I/O接口；8层PCB板，抗电磁干扰能力强；工作温度：-40℃～+85℃或-25℃～+85℃。

本实用新型使用带操作系统的智能控制器4来进行信号的计算处理和通讯，并且燃烧检测单元3的信号处理也变为通讯传输到智能控制器，即采用数字式燃烧单元检测板5取代传统的燃烧单元的模拟电路，省掉了多个信号数模/模数转换环节，大大提高的检测的精度，并可提供丰富的智能自诊断信号。

综上，本实用新型的焦炉煤气热值智能检测系统设计巧妙，能够提高检测的精度，且输出参数丰富，适于大规模推广应用。

在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (9)

1.一种焦炉煤气热值智能检测系统，包括取样探头、密度流量检测单元和燃烧检测单元，所述取样探头通过所述密度流量检测单元气路连接所述燃烧检测单元，其特征在于，所述焦炉煤气热值智能检测系统还包括智能控制器，所述燃烧检测单元采用数字式燃烧单元检测板，所述密度流量检测单元和所述燃烧检测单元分别与所述智能控制器通过信号链路连接。

2.根据权利要求1所述的焦炉煤气热值智能检测系统，其特征在于，所述焦炉煤气热值智能检测系统还包括样气干燥除杂预处理装置，所述取样探头通过所述样气干燥除杂预处理装置气路连接所述密度流量检测单元。

3.根据权利要求1所述的焦炉煤气热值智能检测系统，其特征在于，所述数字式燃烧单元检测板包括ARM7嵌入式处理器和数字式单片机电路模块，所述ARM7嵌入式处理器和所述数字式单片机电路模块电路连接，所述数字式单片机电路模块和所述智能控制器通过信号链路连接。

4.根据权利要求3所述的焦炉煤气热值智能检测系统，其特征在于，所述数字式单片机电路模块包括信号输入处理电路模块、信号处理电路模块和数字通讯输出电路模块，所述信号输入处理电路模块通过所述信号处理电路模块电路连接所述数字通讯输出电路模块，所述数字通讯输出电路模块和所述智能控制器通过信号链路连接，所述ARM7嵌入式处理器和所述信号处理电路模块电路连接。

5.根据权利要求1所述的焦炉煤气热值智能检测系统，其特征在于，所述数字式燃烧单元检测板具有第一RS485通讯接口，所述智能控制器具有第二RS485通讯接口，所述第一RS485通讯接口和所述第二RS485通讯接口通过信号链路连接。

6.根据权利要求1所述的焦炉煤气热值智能检测系统，其特征在于，所述密度流量检测单元具有第一通用模拟量I/O接口，所述智能控制器具有第二通用模拟量I/O接口，所述第一通用模拟量I/O接口和所述第二通用模拟量I/O接口通过信号链路连接。

7.根据权利要求1所述的焦炉煤气热值智能检测系统，其特征在于，所述智能控制器具有工控主板和人机界面，所述密度流量检测单元和所述燃烧检测单元分别与所述工控主板通过信号链路连接，所述工控主板和所述人机界面电路连接。

8.根据权利要求7所述的焦炉煤气热值智能检测系统，其特征在于，所述智能控制器还具有无线通讯模块和/或有线通讯模块，所述工控主板电路连接所述无线通讯模块和/或所述有线通讯模块。

9.根据权利要求1所述的焦炉煤气热值智能检测系统，其特征在于，所述信号链路是有 线信号链路或无线信号链路。 

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