JPH0942858A - 燃焼状況検知方法 - Google Patents
燃焼状況検知方法Info
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- JPH0942858A JPH0942858A JP21544895A JP21544895A JPH0942858A JP H0942858 A JPH0942858 A JP H0942858A JP 21544895 A JP21544895 A JP 21544895A JP 21544895 A JP21544895 A JP 21544895A JP H0942858 A JPH0942858 A JP H0942858A
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- Japan
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- combustion
- burner
- load
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- Furnace Details (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 各燃焼状況に対して相関度が負荷の変動に影
響された値に変化する場合でも、評価基準値を燃焼炉の
負荷に対応した値とすることによって、燃焼炉の負荷変
動に関係なく常に燃焼状況を正確に検知する。 【解決手段】 負荷変動を伴う燃焼炉に備えられたバー
ナの燃焼状況を音声信号を基にして検知するものであ
る。バーナに対して対をなす複数系統の音声検出部１か
ら音声信号を獲得し、これら音声信号の相関度を求める
と共に、予め求められた各燃焼状況における負荷と相関
度との関係から燃焼炉の負荷に対応する評価基準値を求
め、これら相関度と評価基準値とを比較することによっ
て、バーナの燃焼状況を検知する。
響された値に変化する場合でも、評価基準値を燃焼炉の
負荷に対応した値とすることによって、燃焼炉の負荷変
動に関係なく常に燃焼状況を正確に検知する。 【解決手段】 負荷変動を伴う燃焼炉に備えられたバー
ナの燃焼状況を音声信号を基にして検知するものであ
る。バーナに対して対をなす複数系統の音声検出部１か
ら音声信号を獲得し、これら音声信号の相関度を求める
と共に、予め求められた各燃焼状況における負荷と相関
度との関係から燃焼炉の負荷に対応する評価基準値を求
め、これら相関度と評価基準値とを比較することによっ
て、バーナの燃焼状況を検知する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バーナの燃焼状況
を音声信号を基にして検知する燃焼状況検知方法に関す
るものである。
を音声信号を基にして検知する燃焼状況検知方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】可燃性の燃料を燃焼させたときの熱量を
加熱に用いて工業的な応用に利用する場合には、燃料の
燃焼状態を安定化させることが生産効率を向上させる上
で重要となっている。ところが、燃料を燃焼させると、
バーナへの燃料供給量や空気流量、燃焼に伴う蒸気等の
二次生成物量により燃焼状態が不安定化したり、失火状
態に陥ることがある。従って、通常、燃料を燃焼させる
場合には、バーナの燃焼状況を常時検知し、燃焼状況に
応じて燃料供給量や燃料流量、燃料圧力、供給空気量等
の燃焼条件を調整して燃焼状態を安定化したり、失火時
には即座に再点火制御するようになっている。
加熱に用いて工業的な応用に利用する場合には、燃料の
燃焼状態を安定化させることが生産効率を向上させる上
で重要となっている。ところが、燃料を燃焼させると、
バーナへの燃料供給量や空気流量、燃焼に伴う蒸気等の
二次生成物量により燃焼状態が不安定化したり、失火状
態に陥ることがある。従って、通常、燃料を燃焼させる
場合には、バーナの燃焼状況を常時検知し、燃焼状況に
応じて燃料供給量や燃料流量、燃料圧力、供給空気量等
の燃焼条件を調整して燃焼状態を安定化したり、失火時
には即座に再点火制御するようになっている。
【０００３】ところで、バーナの燃焼状況を検知する方
法には、燃焼時および失火時の音響や圧力変動を基にし
て検知する方法がある。この方法は、従来、図７および
図８に示すように、バーナ３９の火炎の近傍にプローブ
３８を介して例えばマイク３１を配設し、このマイク３
１により得られた音声信号から帯域通過フィルタ３３お
よび平滑回路３４により所定の周波数領域の平均値を求
めた後、この平均値と、しきい値発生回路３６からの評
価基準値とを比較器３５により比較することによって、
バーナの燃焼状況を検知するものである。
法には、燃焼時および失火時の音響や圧力変動を基にし
て検知する方法がある。この方法は、従来、図７および
図８に示すように、バーナ３９の火炎の近傍にプローブ
３８を介して例えばマイク３１を配設し、このマイク３
１により得られた音声信号から帯域通過フィルタ３３お
よび平滑回路３４により所定の周波数領域の平均値を求
めた後、この平均値と、しきい値発生回路３６からの評
価基準値とを比較器３５により比較することによって、
バーナの燃焼状況を検知するものである。
【０００４】
【発明を解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の燃焼状況検知方法では、マイク３１からの音声信号
がバーナ３９の燃焼条件により変動すると、これらの音
声信号の所定の周波数領域の平均値も変動することにな
ることから、このような変動し易い平均値と一定の評価
基準値とを比較しても高い信頼性でもって燃焼状況を検
知することができないという問題がある。
来の燃焼状況検知方法では、マイク３１からの音声信号
がバーナ３９の燃焼条件により変動すると、これらの音
声信号の所定の周波数領域の平均値も変動することにな
ることから、このような変動し易い平均値と一定の評価
基準値とを比較しても高い信頼性でもって燃焼状況を検
知することができないという問題がある。
【０００５】従って、本発明は、マイク３１から得られ
る音声信号がバーナ３９の燃焼条件により変動した場合
でも、正確に燃焼状況を認識することができる燃焼状況
検知方法を提供しようとするものである。
る音声信号がバーナ３９の燃焼条件により変動した場合
でも、正確に燃焼状況を認識することができる燃焼状況
検知方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に、負荷変動を伴う燃焼炉に備えられたバーナの燃焼状
況を音声信号を基にして検知する燃焼状況検知方法であ
って、上記バーナに対して対をなす複数系統の音声検出
手段から音声信号を獲得し、これら音声信号の相関度を
求めると共に、予め求められた各燃焼状況における負荷
と相関度との関係から上記燃焼炉の負荷に対応する評価
基準値を求め、これら相関度と評価基準値とを比較する
ことによって、上記バーナの燃焼状況を検知することを
特徴としている。
に、負荷変動を伴う燃焼炉に備えられたバーナの燃焼状
況を音声信号を基にして検知する燃焼状況検知方法であ
って、上記バーナに対して対をなす複数系統の音声検出
手段から音声信号を獲得し、これら音声信号の相関度を
求めると共に、予め求められた各燃焼状況における負荷
と相関度との関係から上記燃焼炉の負荷に対応する評価
基準値を求め、これら相関度と評価基準値とを比較する
ことによって、上記バーナの燃焼状況を検知することを
特徴としている。
【０００７】上記の構成によれば、バーナの燃焼条件の
変化により音声が変化すると、この音声を検出する音声
検出手段から獲得された音声信号も変化することになる
が、これらの音声信号は、同一の音声を検出して形成さ
れたものであるため、変化量が相関を有したものになっ
ている。従って、燃焼条件の変化により音声が変化して
も、これらの音声データの相関度が燃焼状況に対応した
値を示すことから、相関度と評価基準値とを比較するこ
とによって、燃焼状況を正確に検知することが可能にな
る。
変化により音声が変化すると、この音声を検出する音声
検出手段から獲得された音声信号も変化することになる
が、これらの音声信号は、同一の音声を検出して形成さ
れたものであるため、変化量が相関を有したものになっ
ている。従って、燃焼条件の変化により音声が変化して
も、これらの音声データの相関度が燃焼状況に対応した
値を示すことから、相関度と評価基準値とを比較するこ
とによって、燃焼状況を正確に検知することが可能にな
る。
【０００８】ところで、燃焼炉が一定の負荷で作動して
いる状況下においては、各燃焼状況に対して相関度が１
対１に対応しているが、燃焼炉が負荷変動を伴う状況下
においては、各燃焼状況に対して相関度が負荷の変動に
影響された値に変化することになる。従って、評価基準
値が一定値に設定されていると、燃焼炉の負荷によって
は燃焼状況を正確に検知できない場合が生じることにな
るが、本構成のように予め求められた各燃焼状況におけ
る負荷と相関度との関係から燃焼炉の負荷に対応した評
価基準値を求めると、燃焼炉の負荷変動に関係なく常に
燃焼状況を正確に検知することができる。
いる状況下においては、各燃焼状況に対して相関度が１
対１に対応しているが、燃焼炉が負荷変動を伴う状況下
においては、各燃焼状況に対して相関度が負荷の変動に
影響された値に変化することになる。従って、評価基準
値が一定値に設定されていると、燃焼炉の負荷によって
は燃焼状況を正確に検知できない場合が生じることにな
るが、本構成のように予め求められた各燃焼状況におけ
る負荷と相関度との関係から燃焼炉の負荷に対応した評
価基準値を求めると、燃焼炉の負荷変動に関係なく常に
燃焼状況を正確に検知することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図１ないし図
６を用いて説明する。本実施例に係る燃焼状況検知方法
は、図１の構成を有する燃焼状況検知装置により実行さ
れることによって、例えば発電量が増減される火力発電
に用いられる燃焼炉のように、負荷変動を伴う燃焼炉に
備えられたバーナの燃焼状況を検知するようになってい
る。上記の燃焼状況検知装置は、２系統の音声検出部１
・１（音声検出手段）を有しており、各音声検出部１
は、燃焼炉のバーナに対して左右一対に配置され、音声
信号を検出するマイクおよびプローブからなるマイクプ
ローブ２と、マイクプローブ２により検出された音声信
号を増幅するアンプ３と、アンプ３により増幅された音
声信号中の高周波成分を通過させるハイパスフィルタ４
と、ハイパスフィルタ４を通過した音声信号中の低周波
成分を通過させるローパスフィルタ５とを有している。
６を用いて説明する。本実施例に係る燃焼状況検知方法
は、図１の構成を有する燃焼状況検知装置により実行さ
れることによって、例えば発電量が増減される火力発電
に用いられる燃焼炉のように、負荷変動を伴う燃焼炉に
備えられたバーナの燃焼状況を検知するようになってい
る。上記の燃焼状況検知装置は、２系統の音声検出部１
・１（音声検出手段）を有しており、各音声検出部１
は、燃焼炉のバーナに対して左右一対に配置され、音声
信号を検出するマイクおよびプローブからなるマイクプ
ローブ２と、マイクプローブ２により検出された音声信
号を増幅するアンプ３と、アンプ３により増幅された音
声信号中の高周波成分を通過させるハイパスフィルタ４
と、ハイパスフィルタ４を通過した音声信号中の低周波
成分を通過させるローパスフィルタ５とを有している。
【００１０】上記のアンプ３およびフィルタ４・５に
は、それぞれトリマ６が接続されており、各トリマ６を
操作することによりアンプ３の増幅率や各フィルタ４・
５の周波数が微調整されるようになっている。尚、アン
プ３およびフィルタ４・５には、増幅率および周波数を
段階的に切り替え可能とするディップスイッチ等の切替
器が接続されていることが望ましい。
は、それぞれトリマ６が接続されており、各トリマ６を
操作することによりアンプ３の増幅率や各フィルタ４・
５の周波数が微調整されるようになっている。尚、アン
プ３およびフィルタ４・５には、増幅率および周波数を
段階的に切り替え可能とするディップスイッチ等の切替
器が接続されていることが望ましい。
【００１１】上記の両音声検出部１・１は、音声信号を
基にして燃焼状況を判断する演算処理装置７に接続され
ている。演算処理装置７は、アナログ信号をデジタル信
号に変換して取り込む第１Ａ／Ｄ変換部８ａおよび第２
Ａ／Ｄ変換部８ｂと、音声データ等をデータ処理して評
価値を求めると共に、この評価値と評価基準値とを比較
して燃焼状況を求めるＣＰＵ（Central Prosessing Uni
t)部９と、ＣＰＵ部９と協調してデータ処理中のＦＦＴ
変換等の演算処理を行うＤＳＰ(Digital Signal Proses
s)部１０と、外部データがパラレル入力される第１ＰＩ
(Parallel Input)部１１ａおよび第２ＰＩ部１１ｂと、
データ処理後の評価値をパラレル出力するＰＯ(Paralle
l Output) 部１２と、評価値をアナログ値に変換して出
力するＤ／Ａ変換部１３とを有している。
基にして燃焼状況を判断する演算処理装置７に接続され
ている。演算処理装置７は、アナログ信号をデジタル信
号に変換して取り込む第１Ａ／Ｄ変換部８ａおよび第２
Ａ／Ｄ変換部８ｂと、音声データ等をデータ処理して評
価値を求めると共に、この評価値と評価基準値とを比較
して燃焼状況を求めるＣＰＵ（Central Prosessing Uni
t)部９と、ＣＰＵ部９と協調してデータ処理中のＦＦＴ
変換等の演算処理を行うＤＳＰ(Digital Signal Proses
s)部１０と、外部データがパラレル入力される第１ＰＩ
(Parallel Input)部１１ａおよび第２ＰＩ部１１ｂと、
データ処理後の評価値をパラレル出力するＰＯ(Paralle
l Output) 部１２と、評価値をアナログ値に変換して出
力するＤ／Ａ変換部１３とを有している。
【００１２】上記の第１Ａ／Ｄ変換部８ａには、上述の
音声検出部１・１が接続されており、これらの音声検出
部１・１から音声信号が入力されるようになっている。
一方、第２Ａ／Ｄ変換部８ｂには、バーナ制御部２１が
接続されており、このバーナ制御部２１から負荷変動に
伴って変化するモニタ信号（燃料流量、空気流量、燃料
圧力、蒸気発生量）がそれぞれ入力されるようになって
いる。
音声検出部１・１が接続されており、これらの音声検出
部１・１から音声信号が入力されるようになっている。
一方、第２Ａ／Ｄ変換部８ｂには、バーナ制御部２１が
接続されており、このバーナ制御部２１から負荷変動に
伴って変化するモニタ信号（燃料流量、空気流量、燃料
圧力、蒸気発生量）がそれぞれ入力されるようになって
いる。
【００１３】また、第１ＰＩ部１１ａには、ディップス
イッチ１４が接続されており、ディップスイッチ１４
は、音声データの処理内容を指定する切替データ信号を
第１ＰＩ部１１ａを介してＣＰＵ部９に入力するように
なっている。一方、第２ＰＩ部１１ｂには、上述のバー
ナ制御部２１が接続されており、バーナ制御部２１から
負荷を増減させる制御指令信号（主バーナ燃焼指令、点
火バーナ燃焼指令）がそれぞれ入力されるようになって
いる。
イッチ１４が接続されており、ディップスイッチ１４
は、音声データの処理内容を指定する切替データ信号を
第１ＰＩ部１１ａを介してＣＰＵ部９に入力するように
なっている。一方、第２ＰＩ部１１ｂには、上述のバー
ナ制御部２１が接続されており、バーナ制御部２１から
負荷を増減させる制御指令信号（主バーナ燃焼指令、点
火バーナ燃焼指令）がそれぞれ入力されるようになって
いる。
【００１４】上記の音声検出部１・１の音声信号と、バ
ーナ制御部２１のモニタ信号および制御指令信号とは、
第１Ａ／Ｄ変換部８ａ、第２Ａ／Ｄ変換部８ｂ、および
第２ＰＩ部１１ｂを介して音声データ、モニタデータ、
および制御指令データとしてＣＰＵ部９に入力されるよ
うになっている。そして、ＣＰＵ部９は、必要に応じて
ＤＳＰ部１０にアクセスして演算処理を行わせながら、
両音声データの周波数スペクトルデータのコヒーレンス
値を求めた後、このコヒーレンス値の所定周波数領域に
おける積分値を評価値として求めるようになっていると
共に、モニタデータおよび制御指令データを基にして現
状の燃焼炉の負荷に対応する評価基準値を決定し、この
評価基準値と評価値とを比較することにより燃焼状況を
検知するようになっている。
ーナ制御部２１のモニタ信号および制御指令信号とは、
第１Ａ／Ｄ変換部８ａ、第２Ａ／Ｄ変換部８ｂ、および
第２ＰＩ部１１ｂを介して音声データ、モニタデータ、
および制御指令データとしてＣＰＵ部９に入力されるよ
うになっている。そして、ＣＰＵ部９は、必要に応じて
ＤＳＰ部１０にアクセスして演算処理を行わせながら、
両音声データの周波数スペクトルデータのコヒーレンス
値を求めた後、このコヒーレンス値の所定周波数領域に
おける積分値を評価値として求めるようになっていると
共に、モニタデータおよび制御指令データを基にして現
状の燃焼炉の負荷に対応する評価基準値を決定し、この
評価基準値と評価値とを比較することにより燃焼状況を
検知するようになっている。
【００１５】上記のＣＰＵ部９は、Ｄ／Ａ変換部１３お
よびＰＯ部１２に接続されており、Ｄ／Ａ変換部１３に
対して評価値を出力する一方、ＰＯ部１２に対して燃焼
状況データを出力するようになっている。Ｄ／Ａ変換部
１３は、２系統のアナログ出力系１９・１９に接続され
ており、各出力系１９に評価値をアナログ信号に変換し
て出力するようになっている。各アナログ出力系１９
は、出力信号を増幅するアンプ１５と、アンプ１５の増
幅率を微調整するトリマ１６と、アンプ１５から出力さ
れた出力信号の電圧値等を表示するＬＥＤ表示器１７と
を備えており、出力状態をＬＥＤ表示器１７により確認
させながら外部に出力するようになっている。一方、Ｐ
Ｏ部１２は、４系統のデジタル出力系２０…に接続され
ており、各出力系２０に燃焼状況データをパラレルのデ
ジタル信号として出力するようになっている。そして、
各デジタル出力系２０は、ランプ１８を備えることによ
って、出力状態をランプ１８により確認させながら外部
に出力するようになっている。
よびＰＯ部１２に接続されており、Ｄ／Ａ変換部１３に
対して評価値を出力する一方、ＰＯ部１２に対して燃焼
状況データを出力するようになっている。Ｄ／Ａ変換部
１３は、２系統のアナログ出力系１９・１９に接続され
ており、各出力系１９に評価値をアナログ信号に変換し
て出力するようになっている。各アナログ出力系１９
は、出力信号を増幅するアンプ１５と、アンプ１５の増
幅率を微調整するトリマ１６と、アンプ１５から出力さ
れた出力信号の電圧値等を表示するＬＥＤ表示器１７と
を備えており、出力状態をＬＥＤ表示器１７により確認
させながら外部に出力するようになっている。一方、Ｐ
Ｏ部１２は、４系統のデジタル出力系２０…に接続され
ており、各出力系２０に燃焼状況データをパラレルのデ
ジタル信号として出力するようになっている。そして、
各デジタル出力系２０は、ランプ１８を備えることによ
って、出力状態をランプ１８により確認させながら外部
に出力するようになっている。
【００１６】上記の構成において、燃焼状況検知装置の
動作について説明する。燃焼が開始されると、この燃焼
に伴う音声がマイクプローブ２・２により検知され、電
気的な音声信号として音声検出部１・１に取り込まれる
ことになる。各音声検出部１の音声信号は、アンプ３に
より増幅された後、ハイパスフィルタ４およびローパス
フィルタ５により所定の周波数領域のみの成分とされる
ことになる。そして、演算処理装置７の第１Ａ／Ｄ変換
部８ａに出力され、デジタル値の音声データに変換され
た後、ＣＰＵ部９に入力されることになる。
動作について説明する。燃焼が開始されると、この燃焼
に伴う音声がマイクプローブ２・２により検知され、電
気的な音声信号として音声検出部１・１に取り込まれる
ことになる。各音声検出部１の音声信号は、アンプ３に
より増幅された後、ハイパスフィルタ４およびローパス
フィルタ５により所定の周波数領域のみの成分とされる
ことになる。そして、演算処理装置７の第１Ａ／Ｄ変換
部８ａに出力され、デジタル値の音声データに変換され
た後、ＣＰＵ部９に入力されることになる。
【００１７】上記の両音声データがＣＰＵ部９に取り込
まれると、ＦＦＴ変換されてＦＦＴスペクトルデータが
それぞれ求められることになる。この後、図４ないし図
６に示すように、これらのＦＦＴスペクトルデータの相
関度を示すコヒーレンス値が算出されることになる。
尚、図４の主バーナ燃焼とは、燃料が供給され、その他
の雰囲気（空気供給量、燃焼炉内圧力等）が正常に保た
れ、火炎が正常に燃焼状態を維持している状態のことで
あり、図５の主バーナ失火とは、燃料および空気が供給
されている状況下で失火している状態のことである。ま
た、図６の完全消火とは、消火制御において燃料等の供
給を停止し、火炎を消火させている状態のことである。
まれると、ＦＦＴ変換されてＦＦＴスペクトルデータが
それぞれ求められることになる。この後、図４ないし図
６に示すように、これらのＦＦＴスペクトルデータの相
関度を示すコヒーレンス値が算出されることになる。
尚、図４の主バーナ燃焼とは、燃料が供給され、その他
の雰囲気（空気供給量、燃焼炉内圧力等）が正常に保た
れ、火炎が正常に燃焼状態を維持している状態のことで
あり、図５の主バーナ失火とは、燃料および空気が供給
されている状況下で失火している状態のことである。ま
た、図６の完全消火とは、消火制御において燃料等の供
給を停止し、火炎を消火させている状態のことである。
【００１８】上記のコヒーレンス値の算出方法を詳細に
説明すると、信号Ｘk に対し、信号Ｙk が（１）式で与
えられたとする。
説明すると、信号Ｘk に対し、信号Ｙk が（１）式で与
えられたとする。
【００１９】
【数１】
【００２０】尚、Ｎk は、Ｘk と相関のない雑音信号成
分である。ここで、クロスパワースペクトルＸk Ｙk *
は、（２）式で示される。尚、Ｘk およびＹk を複素数
とし、“＊”が付与された数値を共役複素数とする。
分である。ここで、クロスパワースペクトルＸk Ｙk *
は、（２）式で示される。尚、Ｘk およびＹk を複素数
とし、“＊”が付与された数値を共役複素数とする。
【００２１】
【数２】
【００２２】（２）式のＭ回平均値は、（ ）m をｍ番
目のサンプル系列に属するとすると、（３）式で示され
る。
目のサンプル系列に属するとすると、（３）式で示され
る。
【００２３】
【数３】
【００２４】そして、（３）式における右辺の第２項
は、Ｍ→∞であったとすると、“０”となる。従って、
Ｍを十分に大きな値にすると、（４）式が得られること
になる。尚、数値の上部に付された“─”は、平均値を
示している。
は、Ｍ→∞であったとすると、“０”となる。従って、
Ｍを十分に大きな値にすると、（４）式が得られること
になる。尚、数値の上部に付された“─”は、平均値を
示している。
【００２５】
【数４】
【００２６】また、Ｖk ＝Ｈk Ｘk とすると、コヒーレ
ンス値（ｒ2(k)）は、その定義式より（５）式となる。
ンス値（ｒ2(k)）は、その定義式より（５）式となる。
【００２７】
【数５】
【００２８】ここで、Ｘk ＝Ｘr (k) ＋ｊＸi (k) 、Ｙ
k ＝Ｙr (k) ＋ｊＹi (k) である。さらに、Ｘr (k) を
簡略化してＸr 、同様にＹr (k) をＹr 、Ｘi (k) をＸ
i 、Ｙi (k) をＹi で表記すると、分子部分が（６）式
で示されると共に、分母部分が（７）式で示されること
になる。
k ＝Ｙr (k) ＋ｊＹi (k) である。さらに、Ｘr (k) を
簡略化してＸr 、同様にＹr (k) をＹr 、Ｘi (k) をＸ
i 、Ｙi (k) をＹi で表記すると、分子部分が（６）式
で示されると共に、分母部分が（７）式で示されること
になる。
【００２９】
【数６】
【００３０】
【数７】
【００３１】そして、（６）式および（７）式の平均化
をさらに進めると、コヒーレンス値（ｒ2(k)）は、
（８）式で定義されることになる。
をさらに進めると、コヒーレンス値（ｒ2(k)）は、
（８）式で定義されることになる。
【００３２】
【数８】
【００３３】これにより、音声データから求められたＦ
ＦＴスペクトルデータを基にしてＸr 、Ｘi 、Ｙr 、Ｙ
i が求められた後、これらの値が上記の（８）式に代入
されることによって、ＦＦＴスペクトルデータのコヒー
レンス値が算出されることになる。そして、このように
してコヒーレンス値が算出されると、所定の周波数領域
のコヒーレンス値の積分値（評価値）が求められること
になり、Ｄ／Ａ変換部１３によりアナログ信号に変換さ
れた後、アナログ出力系１９に出力されることになる。
尚、上記の周波数領域は、火炎燃焼音を含む領域を含む
ように設定されている。
ＦＴスペクトルデータを基にしてＸr 、Ｘi 、Ｙr 、Ｙ
i が求められた後、これらの値が上記の（８）式に代入
されることによって、ＦＦＴスペクトルデータのコヒー
レンス値が算出されることになる。そして、このように
してコヒーレンス値が算出されると、所定の周波数領域
のコヒーレンス値の積分値（評価値）が求められること
になり、Ｄ／Ａ変換部１３によりアナログ信号に変換さ
れた後、アナログ出力系１９に出力されることになる。
尚、上記の周波数領域は、火炎燃焼音を含む領域を含む
ように設定されている。
【００３４】また、燃焼が開始されると、バーナ制御部
２１のモニタ信号（燃料流量、空気流量、燃料圧力、蒸
気発生量）が演算処理装置７の第２Ａ／Ｄ変換部８ｂに
入力され、デジタル値のモニタデータに変換された後、
ＣＰＵ部９に入力されることになると共に、バーナ制御
部２１の制御指令信号（主バーナ燃焼指令、点火バーナ
燃焼指令）が第２ＰＩ部１１ｂを介して制御指令データ
としてＣＰＵ部９に入力されることになる。そして、Ｃ
ＰＵ部９は、これらのモニタデータおよび制御指令デー
タを基にして現状の燃焼炉の負荷に対応する評価基準値
を決定することになる。
２１のモニタ信号（燃料流量、空気流量、燃料圧力、蒸
気発生量）が演算処理装置７の第２Ａ／Ｄ変換部８ｂに
入力され、デジタル値のモニタデータに変換された後、
ＣＰＵ部９に入力されることになると共に、バーナ制御
部２１の制御指令信号（主バーナ燃焼指令、点火バーナ
燃焼指令）が第２ＰＩ部１１ｂを介して制御指令データ
としてＣＰＵ部９に入力されることになる。そして、Ｃ
ＰＵ部９は、これらのモニタデータおよび制御指令デー
タを基にして現状の燃焼炉の負荷に対応する評価基準値
を決定することになる。
【００３５】上記の評価基準値の決定方法を具体的に説
明すると、先ず、モニタデータおよび制御指令データを
基にして燃焼炉の負荷値Ｐが求められることになると共
に、この負荷値Ｐにおけるバーナ燃焼時、バーナ失火
時、完全消火時のコヒーレンス値を基にした評価値Ｖが
それぞれ求められることになる。そして、例えばバーナ
燃焼時とバーナ失火時とを判別する評価基準値を求める
場合には、図２に示すように、バーナ燃焼時およびバー
ナ失火時の評価値Ｖと負荷値Ｐとの関係がグラフ化され
た後、最小二乗法等によりバーナ燃焼時の評価線Ａとバ
ーナ失火時の評価線Ｂとが求められ、これらの評価線Ａ
・Ｂの略中間位置の評価基準線Ｓを示す定義式Ｖ（Ｐ）
が求められることになる。この後、この定義式Ｖ（Ｐ）
が予めＣＰＵ部９に格納され、モニタデータおよび制御
指令データが入力されたときに、これらのデータを基に
して算出された燃焼炉の負荷値Ｐが定義式Ｖ（Ｐ）に代
入されることによって、負荷値Ｐに対応した評価基準値
が求められることになる。
明すると、先ず、モニタデータおよび制御指令データを
基にして燃焼炉の負荷値Ｐが求められることになると共
に、この負荷値Ｐにおけるバーナ燃焼時、バーナ失火
時、完全消火時のコヒーレンス値を基にした評価値Ｖが
それぞれ求められることになる。そして、例えばバーナ
燃焼時とバーナ失火時とを判別する評価基準値を求める
場合には、図２に示すように、バーナ燃焼時およびバー
ナ失火時の評価値Ｖと負荷値Ｐとの関係がグラフ化され
た後、最小二乗法等によりバーナ燃焼時の評価線Ａとバ
ーナ失火時の評価線Ｂとが求められ、これらの評価線Ａ
・Ｂの略中間位置の評価基準線Ｓを示す定義式Ｖ（Ｐ）
が求められることになる。この後、この定義式Ｖ（Ｐ）
が予めＣＰＵ部９に格納され、モニタデータおよび制御
指令データが入力されたときに、これらのデータを基に
して算出された燃焼炉の負荷値Ｐが定義式Ｖ（Ｐ）に代
入されることによって、負荷値Ｐに対応した評価基準値
が求められることになる。
【００３６】尚、バーナ燃焼時、バーナ失火時、完全消
火時からなる３条件の燃焼状況を求める場合のように、
上記の定義式Ｖ（Ｐ）を一義的に決定することが困難で
ある場合には、図２のグラフから負荷値Ｐに対応する評
価基準値を個々に求め、これらの評価基準値を演算処理
装置７の図示しないメモリに格納しておき、モニタデー
タおよび制御指令データを基にして負荷値Ｐが算出され
たときに、この負荷値Ｐに対応した評価基準値をメモリ
から求めるようになっていても良い。
火時からなる３条件の燃焼状況を求める場合のように、
上記の定義式Ｖ（Ｐ）を一義的に決定することが困難で
ある場合には、図２のグラフから負荷値Ｐに対応する評
価基準値を個々に求め、これらの評価基準値を演算処理
装置７の図示しないメモリに格納しておき、モニタデー
タおよび制御指令データを基にして負荷値Ｐが算出され
たときに、この負荷値Ｐに対応した評価基準値をメモリ
から求めるようになっていても良い。
【００３７】この後、上記のようにして求められた評価
基準値が決定されると、この評価基準値と評価値とが比
較され、燃焼状況（主バーナ燃焼、主バーナ失火、完全
消火）が求められることになる。この際、図３に示すよ
うに、評価基準値が一定値に設定されていると、負荷値
Ｐの高低によっては燃焼状況を正確に把握することがで
きない場合があるが、本実施例の方法によれば、図２に
示すように、負荷値Ｐに対応した評価基準値が予め求め
られているため、負荷値Ｐの高低に関係なく常に燃焼状
況を正確に把握することが可能になる。
基準値が決定されると、この評価基準値と評価値とが比
較され、燃焼状況（主バーナ燃焼、主バーナ失火、完全
消火）が求められることになる。この際、図３に示すよ
うに、評価基準値が一定値に設定されていると、負荷値
Ｐの高低によっては燃焼状況を正確に把握することがで
きない場合があるが、本実施例の方法によれば、図２に
示すように、負荷値Ｐに対応した評価基準値が予め求め
られているため、負荷値Ｐの高低に関係なく常に燃焼状
況を正確に把握することが可能になる。
【００３８】尚、本実施例においては、主バーナ燃焼、
主バーナ失火、完全消火からなる３状態の燃焼状況を求
めるようになっているが、評価基準値の校正および決定
を容易に行うことができるように、２状態に限定して燃
焼状況を求めるようになっていても良い。
主バーナ失火、完全消火からなる３状態の燃焼状況を求
めるようになっているが、評価基準値の校正および決定
を容易に行うことができるように、２状態に限定して燃
焼状況を求めるようになっていても良い。
【００３９】
【発明の効果】本発明は、以上のように、負荷変動を伴
う燃焼炉に備えられたバーナの燃焼状況を音声信号を基
にして検知する燃焼状況検知方法であって、上記バーナ
に対して対をなす複数系統の音声検出手段から音声信号
を獲得し、これら音声信号の相関度を求めると共に、上
記燃焼炉の負荷に対応する評価基準値を求め、これら相
関度と評価基準値とを比較することによって、上記バー
ナの燃焼状況を検知する構成である。
う燃焼炉に備えられたバーナの燃焼状況を音声信号を基
にして検知する燃焼状況検知方法であって、上記バーナ
に対して対をなす複数系統の音声検出手段から音声信号
を獲得し、これら音声信号の相関度を求めると共に、上
記燃焼炉の負荷に対応する評価基準値を求め、これら相
関度と評価基準値とを比較することによって、上記バー
ナの燃焼状況を検知する構成である。
【００４０】これにより、燃焼条件の変化により音声が
変化しても、音声データの相関度が燃焼状況に対応した
値を示すため、相関度と評価基準値とを比較することに
よって、燃焼状況を正確に検知することが可能になる。
さらに、燃焼炉が負荷変動を伴う状況下において、各燃
焼状況に対して相関度が負荷の変動に影響された値に変
化する場合でも、予め求められた各燃焼状況における負
荷と相関度との関係から評価基準値が燃焼炉の負荷に対
応した値とされることによって、燃焼炉の負荷変動に関
係なく常に燃焼状況を正確に検知することができるとい
う効果を奏する。
変化しても、音声データの相関度が燃焼状況に対応した
値を示すため、相関度と評価基準値とを比較することに
よって、燃焼状況を正確に検知することが可能になる。
さらに、燃焼炉が負荷変動を伴う状況下において、各燃
焼状況に対して相関度が負荷の変動に影響された値に変
化する場合でも、予め求められた各燃焼状況における負
荷と相関度との関係から評価基準値が燃焼炉の負荷に対
応した値とされることによって、燃焼炉の負荷変動に関
係なく常に燃焼状況を正確に検知することができるとい
う効果を奏する。
【図１】燃焼状況検知装置のブロック図である。
【図２】評価基準値を示すグラフである。
【図３】評価基準値を示すグラフである。
【図４】主バーナ燃焼時のコヒーレンス値を示すグラフ
である。
である。
【図５】主バーナ失火時のコヒーレンス値を示すグラフ
である。
である。
【図６】完全消火時のコヒーレンス値を示すグラフであ
る。
る。
【図７】従来の音響式着火検知装置を示すブロック図で
ある。
ある。
【図８】上記音響式着火検知装置における要部配置図で
ある。
ある。
１ 音声検出部 ２ マイクプローブ ３ アンプ ４ ハイパスフィルタ ５ ローパスフィルタ ６ トリマ ７ 演算処理装置 ８ａ 第１Ａ／Ｄ変換部 ８ｂ 第２Ａ／Ｄ変換部 ９ ＣＰＵ部 １０ ＤＳＰ部 １１ａ 第１ＰＩ部 １１ｂ 第２ＰＩ部 １２ ＰＯ部 １３ Ｄ／Ａ変換部 １４ ディップスイッチ １５ アンプ １６ トリマ １７ ＬＥＤ表示器 １８ ランプ １９ アナログ出力系 ２０ デジタル出力系 ２１ バーナ制御部
フロントページの続き (72)発明者 吉村 登志雄 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 負荷変動を伴う燃焼炉に備えられたバー
ナの燃焼状況を音声信号を基にして検知する燃焼状況検
知方法であって、 上記バーナに対して対をなす複数系統の音声検出手段か
ら音声信号を獲得し、これら音声信号の相関度を求める
と共に、予め求められた各燃焼状況における負荷と相関
度との関係から上記燃焼炉の負荷に対応する評価基準値
を求め、これら相関度と評価基準値とを比較することに
よって、上記バーナの燃焼状況を検知することを特徴と
する燃焼状況検知方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21544895A JPH0942858A (ja) | 1995-07-31 | 1995-07-31 | 燃焼状況検知方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21544895A JPH0942858A (ja) | 1995-07-31 | 1995-07-31 | 燃焼状況検知方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0942858A true JPH0942858A (ja) | 1997-02-14 |
Family
ID=16672536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21544895A Pending JPH0942858A (ja) | 1995-07-31 | 1995-07-31 | 燃焼状況検知方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0942858A (ja) |
-
1995
- 1995-07-31 JP JP21544895A patent/JPH0942858A/ja active Pending
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