一種高溫爐溫度、壓力和燃燒狀態(tài)監(jiān)控方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高溫爐溫度、壓力和燃燒狀態(tài)監(jiān)控方法，該方法包括提供高溫爐溫度、壓力和燃燒狀態(tài)監(jiān)控裝置，包括：耐高溫?cái)z像機(jī)、圖像處理器和控制器，所述圖像處理器連接所述耐高溫?cái)z像機(jī)和所述控制器，所述圖像處理器對(duì)所述耐高溫?cái)z像機(jī)拍攝的燃燒圖像進(jìn)行分析，以獲得并輸出燃燒圖像中多個(gè)火焰的數(shù)量和每一個(gè)火焰的燃燒狀態(tài)，所述控制器根據(jù)多個(gè)火焰的數(shù)量和每一個(gè)火焰的燃燒狀態(tài)進(jìn)行火焰熄滅報(bào)警；本發(fā)明還包括對(duì)高溫爐內(nèi)溫度和壓力進(jìn)行檢測(cè)和控制的器件。通過本發(fā)明，能夠?qū)Ω邷貭t內(nèi)部的多個(gè)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，以在出現(xiàn)異常情況時(shí)快速進(jìn)行報(bào)警，提高高溫爐使用的安全性。
【專利說明】一種高溫爐溫度、壓力和燃燒狀態(tài)監(jiān)控方法
[0001] 本發(fā)明是申請(qǐng)?zhí)枮?013102295563、申請(qǐng)日為2013年6月8日、發(fā)明名稱為"高溫 爐溫度、壓力和燃燒狀態(tài)監(jiān)控裝置"的發(fā)明專利的分案申請(qǐng)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明涉及監(jiān)控領(lǐng)域，尤其涉及一種高溫爐溫度、壓力和燃燒狀態(tài)監(jiān)控裝置。
【背景技術(shù)】
[0003] 高溫爐主要用于各工礦企業(yè)、科研單位化驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)室加溫、熱處理，是各類化驗(yàn) 室中不可缺少的儀器設(shè)備。高溫爐為人類提供方便的同時(shí)，也因?yàn)槠涓邷馗邏旱奶匦詭?一些安全隱患，因此，為高溫爐配備監(jiān)控系統(tǒng)，以檢測(cè)高溫爐內(nèi)部的參數(shù)，并在異常情況下 采取緊急措施，從而避免嚴(yán)重的災(zāi)難發(fā)生。
[0004] 但是，現(xiàn)有的高溫爐監(jiān)控系統(tǒng)一般結(jié)構(gòu)單一，或只對(duì)高溫爐內(nèi)部溫度進(jìn)行檢測(cè)和 控制，或只對(duì)高溫爐內(nèi)部壓力進(jìn)行檢測(cè)和控制，同時(shí)，缺少對(duì)燃燒器的燃燒狀態(tài)的監(jiān)控器 件，常在停火一段時(shí)間而無法判斷停火原因，另外，異常情況時(shí)的報(bào)警方式也比較簡(jiǎn)單，一 般只是顯示異常參數(shù)值供操作人員自行判斷是否進(jìn)行處理，智能化不高。
[0005] 因此，需要一種高溫爐溫度、壓力和燃燒狀態(tài)監(jiān)控裝置，集成了對(duì)高溫爐壓力、溫 度、燃燒器狀態(tài)的監(jiān)控部件，節(jié)約了成本，還通過視音頻報(bào)警方式、無線通信報(bào)警方式提高 報(bào)警的自動(dòng)化程度，方便與高溫爐有關(guān)的單位和個(gè)人及時(shí)獲得異常信息，以立即采取解決 方案，從而保障現(xiàn)場(chǎng)工人的安全和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的完整。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種高溫爐溫度、壓力和燃燒狀態(tài)監(jiān)控方法，該 方法包括提供一種高溫爐溫度、壓力和燃燒狀態(tài)監(jiān)控裝置，引入溫度傳感器、壓力傳感器、 冷卻器、壓力調(diào)節(jié)器、耐高溫?cái)z像機(jī)和圖像處理器，以分別對(duì)高溫爐壓力、溫度、燃燒器狀態(tài) 進(jìn)行監(jiān)控，特別地，在圖像處理器中通過對(duì)火焰識(shí)別和火焰燃燒狀態(tài)的分析，智能地判斷燃 燒器的燃燒狀態(tài)，節(jié)省監(jiān)控系統(tǒng)的工程造價(jià)，提高了產(chǎn)品的智能化程度。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種高溫爐溫度、壓力和燃燒狀態(tài)監(jiān)控方法，該方法 包括提供一種高溫爐溫度、壓力和燃燒狀態(tài)監(jiān)控裝置，包括耐高溫?cái)z像機(jī)、圖像處理器和控 制器，所述圖像處理器連接所述耐高溫?cái)z像機(jī)和所述控制器，所述圖像處理器對(duì)所述耐高 溫?cái)z像機(jī)拍攝的燃燒圖像進(jìn)行分析，以獲得并輸出燃燒圖像中多個(gè)火焰的數(shù)量和每一個(gè)火 焰的燃燒狀態(tài)，所述控制器根據(jù)多個(gè)火焰的數(shù)量和每一個(gè)火焰的燃燒狀態(tài)進(jìn)行火焰熄滅報(bào) 警。
[0008] 更具體地，所述高溫爐溫度、壓力和燃燒狀態(tài)監(jiān)控裝置進(jìn)一步包括：溫度傳感器， 安裝在高溫爐的爐壁上，檢測(cè)高溫爐內(nèi)部的氣體溫度,并輸出氣體溫度值；壓力傳感器，安 裝在高溫爐的頂部，為半導(dǎo)體應(yīng)變片壓力傳感器，在單晶硅片上擴(kuò)散一個(gè)惠斯通電橋，根據(jù) 電壓阻效應(yīng)產(chǎn)生差動(dòng)電壓信號(hào)，以檢測(cè)高溫爐的內(nèi)部壓力，并輸出內(nèi)部壓力值；耐高溫?cái)z 像機(jī)，安裝在高溫爐的爐壁上，面對(duì)高溫爐內(nèi)部的燃燒裝置，拍攝燃燒裝置的燃燒圖像，并 輸出拍攝的燃燒圖像；冷卻器，安裝在高溫爐的頂部，用水或空氣為冷卻劑以除去高溫爐 內(nèi)部的熱量；壓力調(diào)節(jié)器，安裝在高溫爐的頂部，對(duì)高溫爐內(nèi)部的壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)；圖像處理 器，連接所述耐高溫?cái)z像機(jī)以接收所述燃燒圖像，對(duì)接收到的預(yù)定時(shí)間內(nèi)的燃燒圖像進(jìn)行 統(tǒng)計(jì)分析，判斷當(dāng)前燃燒裝置燃燒的多個(gè)火焰，根據(jù)判斷出的多個(gè)火焰對(duì)預(yù)定時(shí)間后的燃 燒圖像進(jìn)行多個(gè)火焰區(qū)域劃分，對(duì)劃分出的每一個(gè)火焰區(qū)域進(jìn)行每一個(gè)火焰的燃燒狀態(tài)分 析，并輸出所述多個(gè)火焰的數(shù)量和每一個(gè)火焰的燃燒狀態(tài)；控制器，設(shè)置在高溫爐的遠(yuǎn)端， 連接溫度傳感器、壓力傳感器、冷卻器、壓力調(diào)節(jié)器和圖像處理器，接收氣體溫度值、內(nèi)部壓 力值、多個(gè)火焰的數(shù)量和每一個(gè)火焰的燃燒狀態(tài)，當(dāng)氣體溫度值大于等于700度時(shí)，發(fā)出高 溫報(bào)警信號(hào)，并控制冷卻器進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，當(dāng)氣體溫度值小于700度且大于等于500度時(shí)， 發(fā)出高溫預(yù)警信號(hào)，不對(duì)冷卻器進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)控制，當(dāng)內(nèi)部壓力值大于等于10兆帕斯卡 時(shí)，發(fā)出高壓報(bào)警信號(hào)，并控制壓力調(diào)節(jié)器進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)，當(dāng)內(nèi)部壓力值小于10兆帕斯卡 且大于等于8兆帕斯卡時(shí)，發(fā)出高壓預(yù)警信號(hào)，不對(duì)壓力調(diào)節(jié)器進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)控制，還根據(jù) 接收到的多個(gè)火焰的數(shù)量和每一個(gè)火焰的燃燒狀態(tài)判斷是否所有火焰都熄滅，如果所有火 焰都熄滅，發(fā)出火焰熄滅報(bào)警信號(hào)；顯示器，設(shè)置在高溫爐的遠(yuǎn)端，連接控制器以接收并顯 示氣體溫度值、內(nèi)部壓力值、多個(gè)火焰的數(shù)量和每一個(gè)火焰的燃燒狀態(tài)，并在接收到高溫報(bào) 警信號(hào)、高溫預(yù)警信號(hào)、高壓報(bào)警信號(hào)、高壓預(yù)警信號(hào)或火焰熄滅報(bào)警信號(hào)時(shí)，顯示與高溫 報(bào)警信號(hào)、高溫預(yù)警信號(hào)、高壓報(bào)警信號(hào)、高壓預(yù)警信號(hào)或火焰熄滅報(bào)警信號(hào)對(duì)應(yīng)的文字報(bào) 警信息；揚(yáng)聲器，設(shè)置在高溫爐的遠(yuǎn)端，連接控制器，并在接收到高溫報(bào)警信號(hào)、高溫預(yù)警信 號(hào)、高壓報(bào)警信號(hào)、高壓預(yù)警信號(hào)或火焰熄滅報(bào)警信號(hào)時(shí)，播放與高溫報(bào)警信號(hào)、高溫預(yù)警 信號(hào)、高壓報(bào)警信號(hào)、高壓預(yù)警信號(hào)或火焰熄滅報(bào)警信號(hào)對(duì)應(yīng)的語(yǔ)音報(bào)警信息；無線通信裝 置，設(shè)置在高溫爐的遠(yuǎn)端，連接控制器，并在接收到高溫報(bào)警信號(hào)、高溫預(yù)警信號(hào)、高壓報(bào)警 信號(hào)、高壓預(yù)警信號(hào)或火焰熄滅報(bào)警信號(hào)時(shí)，通過無線通信網(wǎng)絡(luò)將高溫報(bào)警信號(hào)、高溫預(yù)警 信號(hào)、高壓報(bào)警信號(hào)、高壓預(yù)警信號(hào)或火焰熄滅報(bào)警信號(hào)對(duì)應(yīng)的文字報(bào)警信息發(fā)送到高溫 爐所在單位的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)上或發(fā)送到監(jiān)護(hù)工人的手機(jī)上；其中，所述判斷當(dāng)前燃燒裝置燃燒 的多個(gè)火焰包括，當(dāng)燃燒圖像中的像素的灰度值大于預(yù)定灰度值時(shí)，將所述像素被判定為 火焰像素，所有火焰像素組成一個(gè)或多個(gè)火焰；其中，所述對(duì)劃分出的每一個(gè)火焰區(qū)域進(jìn)行 每一個(gè)火焰的燃燒狀態(tài)分析包括，當(dāng)火焰區(qū)域中火焰像素的數(shù)量占火焰區(qū)域整個(gè)像素?cái)?shù)量 的比值大于等于預(yù)定閾值時(shí)，判定所述火焰區(qū)域中的火焰為燃燒狀態(tài)，當(dāng)火焰區(qū)域中火焰 像素的數(shù)量占火焰區(qū)域整個(gè)像素?cái)?shù)量的比值小于預(yù)定閾值時(shí)，判定所述火焰區(qū)域中的火焰 為熄滅狀態(tài)；其中，所述預(yù)定時(shí)間小于等于5秒，所述預(yù)定閾值為百分之三十，所述與高溫 報(bào)警信號(hào)、高溫預(yù)警信號(hào)、高壓報(bào)警信號(hào)、高壓預(yù)警信號(hào)或火焰熄滅報(bào)警信號(hào)對(duì)應(yīng)的語(yǔ)音報(bào) 警信息被預(yù)存在存儲(chǔ)器中。
[0009] 更具體地，所述高溫爐溫度、壓力和燃燒狀態(tài)監(jiān)控裝置進(jìn)一步包括：視頻錄像機(jī)， 設(shè)置在高溫爐的遠(yuǎn)端，連接所述耐高溫?cái)z像機(jī)以對(duì)所述耐高溫?cái)z像機(jī)拍攝的燃燒圖像進(jìn)行 錄像。
[0010] 更具體地，所述高溫爐溫度、壓力和燃燒狀態(tài)監(jiān)控裝置進(jìn)一步包括：驅(qū)動(dòng)器，設(shè)置 在高溫爐內(nèi)并連接所述耐高溫?cái)z像機(jī)以對(duì)所述耐高溫?cái)z像機(jī)的位置進(jìn)行調(diào)整。
[0011] 更具體地，所述高溫爐溫度、壓力和燃燒狀態(tài)監(jiān)控裝置進(jìn)一步包括：所述圖像處理 器是美國(guó)德州儀器公司的DSP TMS320C6416。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012] 以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行描述，其中：
[0013] 圖1根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的高溫爐溫度、壓力和燃燒狀態(tài)監(jiān)控裝置的結(jié)構(gòu)方 框圖。
[0014] 其中，1、溫度傳感器；2、壓力傳感器；3、耐高溫?cái)z像機(jī)；4、冷卻器；5、壓力調(diào)節(jié)器； 6、圖像處理器；7、控制器；8、顯示器；9、揚(yáng)聲器；10、無線通信裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的高溫爐溫度、壓力和燃燒狀態(tài)監(jiān)控裝置的實(shí)施方案進(jìn) 行詳細(xì)說明。
[0016] 圖1示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的高溫爐溫度、壓力和燃燒狀態(tài)監(jiān)控裝置的結(jié) 構(gòu)方框圖。其中高溫爐溫度、壓力和燃燒狀態(tài)監(jiān)控裝置包括，耐高溫?cái)z像機(jī)3、圖像處理器6 和控制器7,所述圖像處理器6連接所述耐高溫?cái)z像機(jī)3和所述控制器7,所述圖像處理器 6對(duì)所述耐高溫?cái)z像機(jī)3拍攝的燃燒圖像進(jìn)行分析，以獲得并輸出燃燒圖像中多個(gè)火焰的 數(shù)量和每一個(gè)火焰的燃燒狀態(tài)，所述控制器7根據(jù)多個(gè)火焰的數(shù)量和每一個(gè)火焰的燃燒狀 態(tài)進(jìn)行火焰熄滅報(bào)警。進(jìn)一步地，所述監(jiān)控裝置還包括，溫度傳感器1，安裝在高溫爐的爐 壁上，檢測(cè)高溫爐內(nèi)部的氣體溫度，并輸出氣體溫度值；壓力傳感器2,安裝在高溫爐的頂 部，為半導(dǎo)體應(yīng)變片壓力傳感器，在單晶硅片上擴(kuò)散一個(gè)惠斯通電橋，根據(jù)電壓阻效應(yīng)產(chǎn)生 差動(dòng)電壓信號(hào)，以檢測(cè)高溫爐的內(nèi)部壓力，并輸出內(nèi)部壓力值；耐高溫?cái)z像機(jī)3,安裝在高 溫爐的爐壁上，面對(duì)高溫爐內(nèi)部的燃燒裝置，拍攝燃燒裝置的燃燒圖像，并輸出拍攝的燃燒 圖像；冷卻器4,安裝在高溫爐的頂部，用水或空氣為冷卻劑以除去高溫爐內(nèi)部的熱量；壓 力調(diào)節(jié)器5,安裝在高溫爐的頂部，對(duì)高溫爐內(nèi)部的壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)；圖像處理器6,連接所述 耐高溫?cái)z像機(jī)3以接收所述燃燒圖像，對(duì)接收到的預(yù)定時(shí)間內(nèi)的燃燒圖像進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析， 判斷當(dāng)前燃燒裝置燃燒的多個(gè)火焰，根據(jù)判斷出的多個(gè)火焰對(duì)預(yù)定時(shí)間后的燃燒圖像進(jìn)行 多個(gè)火焰區(qū)域劃分，對(duì)劃分出的每一個(gè)火焰區(qū)域進(jìn)行每一個(gè)火焰的燃燒狀態(tài)分析，并輸出 所述多個(gè)火焰的數(shù)量和每一個(gè)火焰的燃燒狀態(tài)；控制器7,設(shè)置在高溫爐的遠(yuǎn)端，連接溫度 傳感器1、壓力傳感器2、冷卻器3、壓力調(diào)節(jié)器4和圖像處理器6,接收氣體溫度值、內(nèi)部壓 力值、多個(gè)火焰的數(shù)量和每一個(gè)火焰的燃燒狀態(tài)，當(dāng)氣體溫度值大于等于700度時(shí)，發(fā)出高 溫報(bào)警信號(hào)，并控制冷卻器4進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，當(dāng)氣體溫度值小于700度且大于等于500度 時(shí)，發(fā)出高溫預(yù)警信號(hào)，不對(duì)冷卻器4進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)控制，當(dāng)內(nèi)部壓力值大于等于10兆帕斯 卡時(shí)，發(fā)出高壓報(bào)警信號(hào)，并控制壓力調(diào)節(jié)器5進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)，當(dāng)內(nèi)部壓力值小于10兆帕 斯卡且大于等于8兆帕斯卡時(shí)，發(fā)出高壓預(yù)警信號(hào)，不對(duì)壓力調(diào)節(jié)器5進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)控制， 還根據(jù)接收到的多個(gè)火焰的數(shù)量和每一個(gè)火焰的燃燒狀態(tài)判斷是否所有火焰都熄滅，如果 所有火焰都熄滅，發(fā)出火焰熄滅報(bào)警信號(hào)；顯示器8,設(shè)置在高溫爐的遠(yuǎn)端，連接控制器7以 接收并顯示氣體溫度值、內(nèi)部壓力值、多個(gè)火焰的數(shù)量和每一個(gè)火焰的燃燒狀態(tài)，并在接收 到高溫報(bào)警信號(hào)、高溫預(yù)警信號(hào)、高壓報(bào)警信號(hào)、高壓預(yù)警信號(hào)或火焰熄滅報(bào)警信號(hào)時(shí)，顯 示與高溫報(bào)警信號(hào)、高溫預(yù)警信號(hào)、高壓報(bào)警信號(hào)、高壓預(yù)警信號(hào)或火焰熄滅報(bào)警信號(hào)對(duì)應(yīng) 的文字報(bào)警信息；揚(yáng)聲器9,設(shè)置在高溫爐的遠(yuǎn)端，連接控制器7,并在接收到高溫報(bào)警信 號(hào)、高溫預(yù)警信號(hào)、高壓報(bào)警信號(hào)、高壓預(yù)警信號(hào)或火焰熄滅報(bào)警信號(hào)時(shí)，播放與高溫報(bào)警 信號(hào)、高溫預(yù)警信號(hào)、高壓報(bào)警信號(hào)、高壓預(yù)警信號(hào)或火焰熄滅報(bào)警信號(hào)對(duì)應(yīng)的語(yǔ)音報(bào)警信 息；無線通信裝置10,設(shè)置在高溫爐的遠(yuǎn)端，連接控制器7,并在接收到高溫報(bào)警信號(hào)、高溫 預(yù)警信號(hào)、高壓報(bào)警信號(hào)、高壓預(yù)警信號(hào)或火焰熄滅報(bào)警信號(hào)時(shí)，通過無線通信網(wǎng)絡(luò)將高溫 報(bào)警信號(hào)、高溫預(yù)警信號(hào)、高壓報(bào)警信號(hào)、高壓預(yù)警信號(hào)或火焰熄滅報(bào)警信號(hào)對(duì)應(yīng)的文字報(bào) 警信息發(fā)送到高溫爐所在單位的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)上或發(fā)送到監(jiān)護(hù)工人的手機(jī)上；其中，所述判斷 當(dāng)前燃燒裝置燃燒的多個(gè)火焰包括，當(dāng)燃燒圖像中的像素的灰度值大于預(yù)定灰度值時(shí)，將 所述像素被判定為火焰像素，所有火焰像素組成一個(gè)或多個(gè)火焰；其中，所述對(duì)劃分出的每 一個(gè)火焰區(qū)域進(jìn)行每一個(gè)火焰的燃燒狀態(tài)分析包括，當(dāng)火焰區(qū)域中火焰像素的數(shù)量占火焰 區(qū)域整個(gè)像素?cái)?shù)量的比值大于等于預(yù)定閾值時(shí)，判定所述火焰區(qū)域中的火焰為燃燒狀態(tài)， 當(dāng)火焰區(qū)域中火焰像素的數(shù)量占火焰區(qū)域整個(gè)像素?cái)?shù)量的比值小于預(yù)定閾值時(shí)，判定所述 火焰區(qū)域中的火焰為熄滅狀態(tài)；其中，所述預(yù)定時(shí)間小于等于5秒，所述預(yù)定閾值為百分之 三十，所述與高溫報(bào)警信號(hào)、高溫預(yù)警信號(hào)、高壓報(bào)警信號(hào)、高壓預(yù)警信號(hào)或火焰熄滅報(bào)警 信號(hào)對(duì)應(yīng)的語(yǔ)音報(bào)警信息被預(yù)存在存儲(chǔ)器中。
[0017] 其中，半導(dǎo)體應(yīng)變片壓力傳感器是利用半導(dǎo)體單晶硅的壓阻效應(yīng)制成的一種敏感 元件。壓阻效應(yīng)是半導(dǎo)體晶體材料在某一方向受力產(chǎn)生變形時(shí)材料的電阻率發(fā)生變化的現(xiàn) 象（見壓阻式傳感器）。半導(dǎo)體應(yīng)變片需要粘貼在試件上測(cè)量試件應(yīng)變或粘貼在彈性敏感 元件上間接地感受被測(cè)外力。利用不同構(gòu)形的彈性敏感元件可測(cè)量各種物體的應(yīng)力、應(yīng)變、 壓力、扭矩、加速度等機(jī)械量。半導(dǎo)體應(yīng)變片與電阻應(yīng)變片（見電阻應(yīng)變片相比，具有靈敏 系數(shù)高（約高50?100倍）、機(jī)械滯后小、體積小、耗電少等優(yōu)點(diǎn)。P型和N型硅的靈敏系 數(shù)符號(hào)相反，適于接成電橋的相鄰兩臂測(cè)量同一應(yīng)力。早期的半導(dǎo)體應(yīng)變片采用機(jī)械加工、 化學(xué)腐蝕等方法制成，稱為體型半導(dǎo)體應(yīng)變片。它的缺點(diǎn)是電阻和靈敏系數(shù)的溫度系數(shù)大、 非線性大和分散性大等。這曾限制了它的應(yīng)用和發(fā)展。自70年代以來，隨著半導(dǎo)體集成電 路工藝的迅速發(fā)展，相繼出現(xiàn)擴(kuò)散型、外延型和薄膜型半導(dǎo)體應(yīng)變片，上述缺點(diǎn)得到一定克 服。
[0018] 另外，所述高溫爐溫度、壓力和燃燒狀態(tài)監(jiān)控裝置進(jìn)一步包括：視頻錄像機(jī)，設(shè)置 在高溫爐的遠(yuǎn)端，連接所述耐高溫?cái)z像機(jī)3以對(duì)所述耐高溫?cái)z像機(jī)3拍攝的燃燒圖像進(jìn)行 錄像。所述視頻錄像機(jī)用于在出現(xiàn)較大安全事故后，能夠調(diào)用出事時(shí)的高溫爐內(nèi)部圖像，便 于有關(guān)單位進(jìn)行故障判斷和事故鑒定，為以后高溫爐的安全使用提供重要參考。
[0019] 其中，錄像機(jī)是閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)中的記錄和重放裝置，他要求可以記錄的時(shí)間 非常長(zhǎng)，大部分監(jiān)視系統(tǒng)專用的錄像機(jī)都可以錄24小時(shí)到960小時(shí)的錄像。此外，錄像機(jī) 還必須要有遙控功能，從而能夠方便地對(duì)錄像機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)距離操作，或在閉路電視系統(tǒng)中用 控制信號(hào)自動(dòng)操作錄像機(jī)。閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)中專用錄像機(jī)是間歇式視頻錄像機(jī)，他有多 種時(shí)間間隔錄像模式，其中的磁帶式錄像機(jī)最長(zhǎng)可以錄制長(zhǎng)達(dá)960小時(shí)的錄像。錄像機(jī)內(nèi) 設(shè)有字符信號(hào)發(fā)生器，可在圖像信號(hào)上打出月/日/年/星期/時(shí)/分/秒/錄像模式，還 能在圖像上示出攝像機(jī)與報(bào)警器的編號(hào)與報(bào)警方式。使用自動(dòng)錄像周期設(shè)定功能，可以對(duì) 一星期內(nèi)每一天的錄像模式進(jìn)行編程。當(dāng)收到報(bào)警信號(hào)后，錄像機(jī)便自動(dòng)進(jìn)入連續(xù)錄像狀 態(tài)，在無報(bào)警情況下，恢復(fù)正常間歇錄像模式。此外，錄像機(jī)還有一個(gè)鎖定保護(hù)鍵，使非正常 指令與操作無效，防止非專業(yè)人員與破壞性操作侵犯閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)。
[0020] 另外，所述高溫爐溫度、壓力和燃燒狀態(tài)監(jiān)控裝置進(jìn)一步包括：驅(qū)動(dòng)器，設(shè)置在高 溫爐內(nèi)并連接所述耐高溫?cái)z像機(jī)3以對(duì)所述耐高溫?cái)z像機(jī)3的位置進(jìn)行調(diào)整。在所述耐高 溫?cái)z像機(jī)3未對(duì)準(zhǔn)燃燒器的情況下，操作人員可控制所述驅(qū)動(dòng)器以驅(qū)動(dòng)所述耐高溫?cái)z像機(jī) 3對(duì)準(zhǔn)燃燒器，從而拍攝到合適的燃燒畫面。
[0021] 另外，所述高溫爐溫度、壓力和燃燒狀態(tài)監(jiān)控裝置進(jìn)一步包括：所述圖像處理器6 是美國(guó)德州儀器公司的DSP TMS320C6416。所述DSP TMS320C6416內(nèi)部包括一個(gè)DSP內(nèi)核、 一級(jí)數(shù)據(jù)Cache、一級(jí)程序Cache、二級(jí)存儲(chǔ)器、增強(qiáng)型DMA控制器（EDMA)、Vterbi譯碼協(xié) 處理器（VCP)、Turbo譯碼協(xié)處理器（TCP);其對(duì)外接口包括兩個(gè)外部存儲(chǔ)器接口（EMIFA和 EMIFB)、主機(jī)接口（HPI)、PCI接口、UTOPIA接口、多通道緩沖串口（McBSP)。DSP內(nèi)核采用 超長(zhǎng)指令字（VLIW)體系結(jié)構(gòu)，有8個(gè)功能單元、64個(gè)32bit通用寄存器。一個(gè)時(shí)鐘周期同 時(shí)執(zhí)行8條指令，運(yùn)算能力可達(dá)到4800MIPS (每秒百萬(wàn)條指令），支持8/16/32/64bit的數(shù) 據(jù)類型。兩個(gè)乘法累加單元一個(gè)時(shí)鐘周期可同時(shí)執(zhí)行4組16X 16bit乘法或8組8X8bit 乘法，每個(gè)功能單元在硬件上都增加了附加功能，增強(qiáng)了指令集的正交性。除此之外還增加 了一些指令用以削減代碼長(zhǎng)度和增加寄存器的靈活性。TMS320C6416以后版本的主頻可升 級(jí)到1. 1GHz。能夠滿足對(duì)多個(gè)火焰的燃燒狀態(tài)的即時(shí)分析要求。
[0022] 其中，DSP (Digital Signal Processor)是一種獨(dú)特的微處理器，是以數(shù)字信號(hào)來 處理大量信息的器件。其工作原理是接收模擬信號(hào)，轉(zhuǎn)換為〇或1的數(shù)字信號(hào)。再對(duì)數(shù)字 信號(hào)進(jìn)行修改、刪除、強(qiáng)化，并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或?qū)嶋H環(huán)境格 式。他不僅具有可編程性，而且其實(shí)時(shí)運(yùn)行速度可達(dá)每秒數(shù)以千萬(wàn)條復(fù)雜指令程序，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超 過通用微處理器，是數(shù)字化電子世界中日益重要的電腦芯片。他的強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理能力和高 運(yùn)行速度，是其突出性的兩大特色。
[0023] 采用本發(fā)明的高溫爐溫度、壓力和燃燒狀態(tài)監(jiān)控裝置，通過對(duì)高溫爐內(nèi)部的溫度、 壓力和燃燒器狀態(tài)的監(jiān)控，保障高溫爐的安全運(yùn)行，特別是在燃燒器狀態(tài)分析中引入圖像 處理技術(shù)，根據(jù)對(duì)火焰的識(shí)別和火焰燃燒情況的判斷，智能地判斷燃燒器的工作狀態(tài)，多參 數(shù)監(jiān)控裝置的集成，為監(jiān)控系統(tǒng)節(jié)約了成本，方便用戶的操作和使用。
[0024] 可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然而上述實(shí)施例并非用以 限定本發(fā)明。對(duì)于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下， 都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等 同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì) 以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍 內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種高溫爐溫度、壓力和燃燒狀態(tài)監(jiān)控方法，該方法包括下列步驟： 提供高溫爐溫度、壓力和燃燒狀態(tài)監(jiān)控裝置，所述監(jiān)控裝置包括： 耐高溫?cái)z像機(jī)、圖像處理器和控制器，所述圖像處理器連接所述耐高溫?cái)z像機(jī)和所述 控制器，所述圖像處理器對(duì)所述耐高溫?cái)z像機(jī)拍攝的燃燒圖像進(jìn)行分析，以獲得并輸出燃 燒圖像中多個(gè)火焰的數(shù)量和每一個(gè)火焰的燃燒狀態(tài)，所述控制器根據(jù)多個(gè)火焰的數(shù)量和每 一個(gè)火焰的燃燒狀態(tài)進(jìn)行火焰熄滅報(bào)警。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括： 溫度傳感器，安裝在高溫爐的爐壁上，檢測(cè)高溫爐內(nèi)部的氣體溫度，并輸出氣體溫度 值； 壓力傳感器，安裝在高溫爐的頂部，為半導(dǎo)體應(yīng)變片壓力傳感器，在單晶硅片上擴(kuò)散一 個(gè)惠斯通電橋，根據(jù)電壓阻效應(yīng)產(chǎn)生差動(dòng)電壓信號(hào)，以檢測(cè)高溫爐的內(nèi)部壓力，并輸出內(nèi)部 壓力值； 所述耐高溫?cái)z像機(jī)安裝在高溫爐的爐壁上，面對(duì)高溫爐內(nèi)部的燃燒裝置，拍攝燃燒裝 置的燃燒圖像，并輸出拍攝的燃燒圖像； 冷卻器，安裝在高溫爐的頂部，用水或空氣為冷卻劑以除去高溫爐內(nèi)部的熱量； 壓力調(diào)節(jié)器，安裝在高溫爐的頂部，對(duì)高溫爐內(nèi)部的壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)； 所述圖像處理器連接所述耐高溫?cái)z像機(jī)以接收所述燃燒圖像，對(duì)接收到的預(yù)定時(shí)間內(nèi) 的燃燒圖像進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，判斷當(dāng)前燃燒裝置燃燒的多個(gè)火焰，根據(jù)判斷出的多個(gè)火焰對(duì) 預(yù)定時(shí)間后的燃燒圖像進(jìn)行多個(gè)火焰區(qū)域劃分，對(duì)劃分出的每一個(gè)火焰區(qū)域進(jìn)行每一個(gè)火 焰的燃燒狀態(tài)分析，并輸出所述多個(gè)火焰的數(shù)量和每一個(gè)火焰的燃燒狀態(tài)； 所述控制器設(shè)置在高溫爐的遠(yuǎn)端，連接溫度傳感器、壓力傳感器、冷卻器、壓力調(diào)節(jié)器 和圖像處理器，接收氣體溫度值、內(nèi)部壓力值、多個(gè)火焰的數(shù)量和每一個(gè)火焰的燃燒狀態(tài)， 當(dāng)氣體溫度值大于等于700度時(shí)，發(fā)出高溫報(bào)警信號(hào)，并控制冷卻器進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，當(dāng)氣體 溫度值小于700度且大于等于500度時(shí)，發(fā)出高溫預(yù)警信號(hào)，不對(duì)冷卻器進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)控 制，當(dāng)內(nèi)部壓力值大于等于10兆帕斯卡時(shí)，發(fā)出高壓報(bào)警信號(hào)，并控制壓力調(diào)節(jié)器進(jìn)行壓 力調(diào)節(jié)，當(dāng)內(nèi)部壓力值小于10兆帕斯卡且大于等于8兆帕斯卡時(shí)，發(fā)出高壓預(yù)警信號(hào)，不對(duì) 壓力調(diào)節(jié)器進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)控制，還根據(jù)接收到的多個(gè)火焰的數(shù)量和每一個(gè)火焰的燃燒狀態(tài) 判斷是否所有火焰都熄滅，如果所有火焰都熄滅，發(fā)出火焰熄滅報(bào)警信號(hào)； 顯示器，設(shè)置在高溫爐的遠(yuǎn)端，連接控制器以接收并顯示氣體溫度值、內(nèi)部壓力值、多 個(gè)火焰的數(shù)量和每一個(gè)火焰的燃燒狀態(tài)，并在接收到高溫報(bào)警信號(hào)、高溫預(yù)警信號(hào)、高壓報(bào) 警信號(hào)、高壓預(yù)警信號(hào)或火焰熄滅報(bào)警信號(hào)時(shí)，顯示與高溫報(bào)警信號(hào)、高溫預(yù)警信號(hào)、高壓 報(bào)警信號(hào)、高壓預(yù)警信號(hào)或火焰熄滅報(bào)警信號(hào)對(duì)應(yīng)的文字報(bào)警信息； 揚(yáng)聲器，設(shè)置在高溫爐的遠(yuǎn)端，連接控制器，并在接收到高溫報(bào)警信號(hào)、高溫預(yù)警信號(hào)、 高壓報(bào)警信號(hào)、高壓預(yù)警信號(hào)或火焰熄滅報(bào)警信號(hào)時(shí)，播放與高溫報(bào)警信號(hào)、高溫預(yù)警信 號(hào)、高壓報(bào)警信號(hào)、高壓預(yù)警信號(hào)或火焰熄滅報(bào)警信號(hào)對(duì)應(yīng)的語(yǔ)音報(bào)警信息； 無線通信裝置，設(shè)置在高溫爐的遠(yuǎn)端，連接控制器，并在接收到高溫報(bào)警信號(hào)、高溫預(yù) 警信號(hào)、高壓報(bào)警信號(hào)、高壓預(yù)警信號(hào)或火焰熄滅報(bào)警信號(hào)時(shí)，通過無線通信網(wǎng)絡(luò)將高溫報(bào) 警信號(hào)、高溫預(yù)警信號(hào)、高壓報(bào)警信號(hào)、高壓預(yù)警信號(hào)或火焰熄滅報(bào)警信號(hào)對(duì)應(yīng)的文字報(bào)警 信息發(fā)送到高溫爐所在單位的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)上或發(fā)送到監(jiān)護(hù)工人的手機(jī)上； 其中，所述判斷當(dāng)前燃燒裝置燃燒的多個(gè)火焰包括，當(dāng)燃燒圖像中的像素的灰度值大 于預(yù)定灰度值時(shí)，將所述像素被判定為火焰像素，所有火焰像素組成一個(gè)或多個(gè)火焰； 其中，所述對(duì)劃分出的每一個(gè)火焰區(qū)域進(jìn)行每一個(gè)火焰的燃燒狀態(tài)分析包括，當(dāng)火焰 區(qū)域中火焰像素的數(shù)量占火焰區(qū)域整個(gè)像素?cái)?shù)量的比值大于等于預(yù)定閾值時(shí)，判定所述火 焰區(qū)域中的火焰為燃燒狀態(tài)，當(dāng)火焰區(qū)域中火焰像素的數(shù)量占火焰區(qū)域整個(gè)像素?cái)?shù)量的比 值小于預(yù)定閾值時(shí)，判定所述火焰區(qū)域中的火焰為熄滅狀態(tài)； 其中，所述預(yù)定時(shí)間小于等于5秒，所述預(yù)定閾值為百分之三十，所述與高溫報(bào)警信 號(hào)、高溫預(yù)警信號(hào)、高壓報(bào)警信號(hào)、高壓預(yù)警信號(hào)或火焰熄滅報(bào)警信號(hào)對(duì)應(yīng)的語(yǔ)音報(bào)警信息 被預(yù)存在存儲(chǔ)器中。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，還包括： 視頻錄像機(jī)，設(shè)置在高溫爐的遠(yuǎn)端，連接所述耐高溫?cái)z像機(jī)以對(duì)所述耐高溫?cái)z像機(jī)拍 攝的燃燒圖像進(jìn)行錄像。
4. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，還包括： 驅(qū)動(dòng)器，設(shè)置在高溫爐內(nèi)并連接所述耐高溫?cái)z像機(jī)以對(duì)所述耐高溫?cái)z像機(jī)的位置進(jìn)行 調(diào)整。
5. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于： 所述圖像處理器是美國(guó)德州儀器公司的DSP TMS320C6416。
【文檔編號(hào)】F27D19/00GK104089494SQ201410340597
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2013年6月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月8日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:無錫北斗星通信息科技有限公司