CN2143724Y - 烟气黑度自动监控仪 - Google Patents

Abstract

一种烟气黑度监控仪，属于锅炉(窑炉)燃烧调节 或控制仪表，探头(1)采集的信号通过运放(2)，经 A/D转换后液晶显示(4)，信号经电压比较器(5)后 连接触发器(6)，非门(15)的输入端，(15)、(16)、(17) 及J/K触发器(12)构成关闭选择电路，该电路与 (10)、(18)、(19)和(11)、(13)、(14)构成的电子开关 相连；(6)的输出端与由(7)和(8)构成的译码电路输 入端相连，(7)、(8)和结点连接微分电路(9)，(9)的输 出端接到电子开关的一个输入端。

Description

本实用新型属于锅炉（窑炉）燃烧调节或控制仪表，具体的说是一种烟气黑度自动监视控制仪。

锅炉或窑炉等燃烧设备排放的烟气，不但是大气环境污染的一个主要来源，也是燃煤是否充分燃烧，或者说是燃烧效率的一个反映。烟气黑度越大，则表示燃烧越不充分，对环境的污染也越重。目前，环保部门使用“林格曼”黑度计在烟囱外面，从远处对烟气作比色检测，来判定排放的烟气黑度是否符合国家有关规定。这种检测不是全天候的，得到的数据也只能作为环保部门对燃炉使用单位处罚的一种依据。

本实用新型设计了一种烟气黑度自动监控仪，其目的是使用该仪器自动地检测瞬时烟气黑度，自动地监视烟气黑度的变化，通过接收信号的转换，用输出的控制信号驱动配置的执行器（例如电动阀门），调正送风，改变燃烧状态、提高燃烧效率、既达到节能的目的，又减少了环境的污染。

本实用新型的测控仪由探头（包括光源和接收器），主机和执行器三部分组成。光源和接收器（例如：硅光电池或光敏电阻）分别安装在打孔的烟道两侧，监视通过烟道的烟气，当光线穿过烟气时，由于烟气黑度不同，接收器吸收光的强度不同，产生不同的电信号，经馈线传输到主机。

本实用新型烟气黑度监控仪的主机（如图1示出）工作原理如下述：装在烟道一侧的接收器接收光源射来的光，产生一个检测到的电信号，通过放大线路，由LM324运算放大器放大，然后其中一路经由7107A／D转换器转换后由液晶显示器显示出烟气的林格曼黑度。放大信号的另一路进入LM339电压比较器得到四组三位二进制数值，然后经过三个D触发器（74LS175）以及由6个二极管和4个电阻组成的译码电路，转换为四组四位二进制数值，经过微分后，向两个J－K触发器和两个继电器组成的电子开关输出启动信号；与此同时，由电压比较器来的电信号通过由微分电路，倒相器和触发器组成的关闭选择电路向电子开关输出正向或反向的启动信号，电机转动打开或关闭阀门到所需位置时，位置开关向电子开关给出电机停止转动信号，控制阀门在所需位置。阀门的打开和关闭，调正了鼓风和二次风，从而控制燃烧效率。

本设计烟气黑度监控仪，其特征在于控制主机和执行器的电路按下述连接而成：接收信号的探头（1）的输出端与运算放大器（2）的输入端相连，运算放大器（2）的输出端分别与A／D转换器（3）和电压比较器（5）的输入端相连接，A／D转换器（3）的输出端接液晶显示器（4），二者构成显示电路，电压比较器（5）的输出端分别与触发器（6）和非门（15）的输入端相连接，非门（15）与微分电路（16）、（17）及J／K触发器（12）构成关闭选择电路，关闭选择电路的输出端与分别由J／K触发器（10）、三极管（18）、继电器（19）和J／K触发器（11）、三极管（13）、继电器（14）所构成的电子开关相连，触发器（6）的输出端与由二极管（7）和电阻（8）构成的译码电路的输入端相连，二极管（7）和电阻（8）和结点连接由电阻和电容构成的微分电路（9），微分电路（9）的输出端接到电子开关的一个输入端，电子开关的输出端接阀门位置开关（20），位置开关（20）的输出端接到电子开关的另一个输入端，由四个二极管构成的阀门显示器（21）与译码电路的输出端相连，它还设有报警接口（22）。

本实用新型附图的图面说明如下：

图1为本设计的原理框图

图2为主机电路图。其中主要功能部件：（1）是光接收器，（2）是运算放大器（LM324），（3）是A／D转换器（7107），（4）是液晶显示器，（5）是电压比较器（LM339），（6）是三个D触发器（74LS175），（7）（8）是由6个二极管和4个电阻组成的译码电路，（9）是由电容，电阻组成的微分电路，（10）和（11）是两个J－K触发器（74LS107），（12）为J－K触发器（74LS107），（13）是三极管（3DA87），（14）是继电器，（15）是非们，（16）是微分电路，（17）是微分电路，（18）是三极管，（19）是继电器，（20）是位置开关（干簧管），（21）是阀门位置显示器，（22）是报警接口。

本实用新型的一个实施例，配合在手烧炉上的使用，结合附图说明如下：

本仪器的探头中的光接收器，例如光敏电阻（或硅光电池）（1）接收的因烟气黑度变化而变化的来自照明元件的光信号，形成电信号通过运算放大器（LM324）（2）进行放大，其中一路经A／D转换器（7107）（3）由液晶显示器（4）直接显示出烟气的林格曼黑度值；另一路通过电压比较器（LM339）（5）比较得到四组三位二进制数值000、100、110、111，然后经过三个D触发器（74LS175）（6）以及由6个二极管（7）和4个电阻（8）组成的译码电路，转换为四组四位二进制数值 1000、0100、0010、0001，然后通过电容、电阻组成的微分电路（9），向两个J－K触发器（10）和（11）的J₅、J₆端同时输出正向脉冲，与此同时，通过电压比较器（5）的四组三位二进制数值，在递增时通过微分电路（16）在另一电路中向另一个J－K触发器（12）的K₈端输出正脉冲，使（12）的反向输出Q₈输出高电平，允许前述J－K触发器（11）的J₆端接受来自微分电路（9）的正向脉冲，使Q₆端输出高电平，三极管（13）导通，继电器（14）吸合，电机向一个方向运转带动电动阀们关闭到一定位置。当通过电压比较器（5）的四组三位二进值数值递减时，通过非们（15）和微分电路（17）向J－K触发器（12）的J₈输出正向脉冲，使Q₈输出高电平，只允许J－K触发器（10）的J₅端接受来自微分电路（9）的正向脉冲、使Q₅输出高电平，三极管（18）导通继电器（19）吸合，电机向另一个方向运转带动电动阀门开启到一定位置。J－K触发器（10）的K₅端，和J－K触发器（11）的K₆端与由四个干簧管组成的位 置开关K₁、K₂、K₃、K₄（20）相连，位置开关K₁和K₄的另一端与电源电压相连，K₁、K₃的另一端分别接受来自译码输出电路（7）和（8）输出的0100，和0010两个信号，当电动阀门被打开或关闭到所需位置时，位置开关（20）接通高电平，使两个J－K触发器（10）和（11）的K₅、K₆端得到高电平，J₅、J₆端为低电平，Q₅、Q₆输出低电平，三极管（13）（18）截止，继机器（14）（19）释放，电机（23）停转，阀门停止动作。在译码电路（7）（8）的输出端接有阀门位置显示电路 （21）。当D触发器（6）的Q₁端输出低电平时，表明烟气黑度过大，由（22）接报警电路警告操作人员。D触发器（6）和J－K触发器（10）（11）（12）中的时钟发生器在图中省略了。

通过本设计烟气黑度监控仪上述的运行控制手烧炉鼓引风及二次风，使炉膛内燃烧达到最佳状态。

本实用新型设计的烟气黑度监控仪通过监测随手烧锅炉从每次投煤为始点的燃烧各阶段，诸如加热段、干燥挥发段、主燃段、烧尽段、燃烧和烟气黑度的周期性变化，对一、二次风和引风进行控制、形成优化的周期性变化的旋絮流燃烧机制、实现充分燃烧，大大提高了锅炉燃烧效率。

本仪器不但可以用在手烧锅炉，也可以用于各种锅炉和窑炉，同时也可以实行常年监视。是锅炉、窑炉节能的一种重要辅机。

Claims (2)

1、一种烟气黑度监控仪，由发射、接收装置(光源和接收器1)、控制主机和执行器构成，其特征在于控制主机和执行器的电路按下述连接而构成：接收信号的探头(1)的输出端与运算放大器(2)的输入端相连，运算放大器(2)的输出端分别与A/D转换器(3)和电压比较器(5)的输入端相连接，A/D转换器(3)的输出端接液晶显示器(4)，二者构成显示电路，电压比较器(5)的输出端分别与触发器(6)和非门(15)的输入端相连，非(15)与微分电路(16)、(17)及J/K触发器(12)构成关闭选择电路，关闭选择电路的输出端与分别由J/K触发器(10)、三极管(18)、继电器(19)和J/K触发器(11)、三极管(13)、继电器(14)所构成的电子开关相连，触发器(6)的输出端与由二极管(7)和电阻(8)构成的译码电路的输入端相连，二极管(7)和电阻(8)和结点连接由电阻和电容构成的微分电路(9)，微分电路(9)的输出端接到电子开关的一个输入端，电子开关的输出端接阀门位置开关(20)，位置开关(20)的输出端接到电子开关的另一个输入端，由四个二极管构成的阀门显示器(21)与译码电路的输出端相连。

2、根据权利要求1所述的监控仪，其特征是它还设有报警接口（22）。

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