一种炉膛火焰监视装置的制作方法

1.本实用新型涉及高温作业监视装置，具体涉及一种炉膛火焰监视装置。


背景技术：

2.炉膛火焰监视装置适用于燃煤、燃油、燃气等各种类型锅炉(四角喷燃、w形喷燃、硫化床炉)及单火嘴监视，并适用于化工厂加热炉、水泥厂、铝厂窑炉等直接燃烧燃料的各类炉型。炉膛火焰监视装置主要用于内窥监视各种锅炉炉膛内燃烧工况，让运行人员在集控室内就能观察炉膛内燃烧工况及点火、灭火情况，及时发现各种危险状况并采取相应措施，从而保证锅炉安全运行，对于指导燃烧操作以及提高锅炉燃烧效率和安全性有着不可缺少的作用。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种炉膛火焰监视装置，可进行远方操作，具有双重保护，防止因高温烧毁设备。
4.本实用新型的技术方案详述如下：
5.一种炉膛火焰监视装置，包括气动拖动装置、摄像系统、冷却风防护装置、电气控制装置、监视器和远方控制器，其中，
6.所述摄像系统与气动拖动装置连接，由气动拖动装置带动通过炉墙上预制窥火孔插入或者退出炉膛；
7.所述冷却风防护装置用于向摄像系统提供冷却风进行防护，冷却风防护装置还设有压力传感器；
8.所述电气控制装置分别与气动拖动装置、摄像系统和冷却风防护装置和远方控制器通信连接并控制作业，电气控制装置还连接远方控制器，用于向远方控制器传输数据以及接收远方控制器发出的控制指令；
9.所述监视器分别连接摄像系统和远方控制器，用于显示摄像系统传来的图像数据，以及远方控制器传来的控制信息。
10.远方控制器安装在集控室内，可以实现对整个系统的远程控制。
11.所述的预制窥火孔，是由保温层套管构成的，径向设置在炉墙上。
12.可选或优选的，上述炉膛火焰监视装置中，还包括画面分割器，所述画面分割器分别与监视器、远方控制器和摄像系统连接。
13.可选或优选的，上述炉膛火焰监视装置中，还包括连接板，所述连接板固定在炉墙外面，用于固定气动拖动装置和预制窥火孔。
14.可选或优选的，上述炉膛火焰监视装置中，所述气动拖动装置为气缸式直行程执行器，包括气缸、电磁阀、消音器、空气过滤减压阀和阀门，气缸包括活塞杆；活塞杆通过一固定杆连接摄像系统；气缸与空气过滤减压阀通过管道连接，连接管道上安装电磁阀和消音器，空气过滤减压阀还与阀门连接。
15.可选或优选的，上述炉膛火焰监视装置中，所述电磁阀设有手动控制按钮，使得气动拖动装置可以通过手动控制按钮进行控制，使摄像系统的潜望镜套管退出炉膛。
16.可选或优选的，上述炉膛火焰监视装置中，所述摄像系统包括依次连接的潜望镜套管、可变光栅组和摄像机，潜望镜套管和可变光栅组外设有冷却保护套，摄像机外套设有护罩。设置冷却保护套和护罩，能够给摄象机提供适宜的工作环境，保证摄相机可靠工作。
17.可选或优选的，上述炉膛火焰监视装置中，所述潜望镜套管前端构造有一个高温针孔镜头，潜望镜套管由气动拖动装置带动通过炉墙上预制窥火孔使高温针孔镜头插入或者退出炉膛；所述摄像机为ccd摄像机。
18.ccd摄像机采用固态成像器件，也就是电荷耦合器件(ccd)，ccd将光学镜头成像面分解成几十万个像素，经光电电荷转换后，转移输出，最后形成视频信号。在风冷条件下，ccd摄像机能在1400℃燃烧环境中长期工作。ccd摄像机可靠性高、寿命长、无隋性、体积小、重量轻，图像清晰、色彩鲜艳、失真小。
19.可选或优选的，上述炉膛火焰监视装置中，所述冷却风防护装置包括依次连接的冷却风生成机构、过滤器和送风管道，送风管道上设有压力传感器，送风管道端部对应摄像系统，给摄像系统提供冷却风防护。
20.可选或优选的，上述炉膛火焰监视装置中，所述电气控制装置包括控制箱，控制箱内安装有带控制电路的单片机，控制箱上设置有多个控制按钮与单片机连接。操作人员可以手动操作控制按钮，对与电气控制装置的单片机连接的气动拖动装置、摄像系统和冷却风防护装置进行控制作业，向远方控制器发送相关信息等。
21.与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
22.本实用新型通过气动拖动装置的气缸将潜望镜套管伸入到高温炉膛内获取炉内图像，并将图像信号传输至监视器，为特种工业电视监视系统。
23.该监视装置设有三道保护装置，防止因高温烧毁设备。第一道是冷却风防护装置上设置压力传感器，当冷却风防护装置送出的冷却压缩空气低于一定压力时，电气控制装置自带的单片机内预设程序会自动控制气动拖动装置，自动将高温针孔镜头从高温炉膛中退出以保护摄像探头。第二道是电气控制装置设有手动控制按钮，当自动控制功能失灵后，还可以通过电气控制箱的控制按钮或远控操作器人为手动操作高温针孔镜头的推进和退出。第三道是气动拖动装置的电磁阀设有手动控制按钮，在紧急情况下也可以通过操作气动拖动装置的手动控制按钮使电磁阀气动回路导通，确保炉膛火焰监视装置安全退出，起到保护设备作用。
24.整个系统采用结构化设计，简洁可靠，不卡死，易维护，安装维修便捷，环境适应性强，抗干扰能力强，耐高温耐腐蚀，视场角大，图像清晰，用气量少，使用寿命长。可实现远程操作，提高工作效率。
附图说明
25.图1为炉膛火焰监视装置整体结构连接关系示意图。
26.图中：
27.1-连接板，2-气动拖动装置，21-阀门，22-空气过滤减压阀，23-消音器，24-电磁阀、25-气缸，251-活塞杆，26-活塞套管，27-固定杆，3-摄像系统，31-潜望镜套管，32-可变
光栅组，33-摄像机，4-冷却风防护装置、41-冷却风生成机构，42-过滤器，43-送风管道，44-压力传感器，5-电气控制装置，51-控制箱，52-控制按钮及指示灯，6-画面分割器，7-监视器，8-远方控制器，9-接线端子。
具体实施方式
28.下面结合附图和具体实施例，对本实用新型的技术方案进行详细解释和说明，以使本领域技术人员能够更好地理解本实用新型并予以实施。
29.请参考图1，一种炉膛火焰监视装置，包括气动拖动装置2、摄像系统3、冷却风防护装置4、电气控制装置5、画面分割器6、监视器7和远方控制器8。连接板1焊接在炉墙上，用于连接气动拖动装置2的活塞套管26，以及用于固定预制窥火孔26。预制窥火孔26由保温层套管制成，径向设置在炉墙上，贯通炉墙，供摄像系统的潜望镜套管深入到炉膛内部。
30.气动拖动装置2为气缸式直行程执行器，与电气控制装置5电连接，由电气控制装置5控制作业。气动拖动装置2包括气缸25、电磁阀24、消音器23、空气过滤减压阀22和阀门21。气缸包括活塞杆251和活塞套管26，活塞套管26下方沿轴向在侧壁上开设一道通槽，活塞杆251下端通过一固定杆27与摄像系统的潜望镜套管31固定连接，使潜望镜套管31悬吊固定在活塞杆251上并能够沿通槽方向移动，随着活塞杆251在活塞套管26轴向的活塞动作，潜望镜套管31即可以进出炉膛。气缸25与空气过滤减压阀22通过管道连接，连接管道上安装两个电磁阀24和两个消音器23，空气过滤减压阀还与阀门21连接。其中，电磁阀24除了受到电气控制装置的自动控制外，还设有手动控制按钮，供自动控制失灵后进行手动控制。
31.摄像系统3通过摄像机33分别与电气控制装置5和画面分割器6电连接，将摄像数据传输至画面分割器6，而电气控制装置5对摄像机33的摄像参数进行调控。摄像系统3包括依次连接的潜望镜套管31、可变光栅组32和摄像机33，潜望镜套管31前端构造有一个高温针孔镜头，该高温针孔镜头为高温摄像专用镜头，固定焦距、自动光圈。潜望镜套管31与气动拖动装置1的固定杆27固定连接，由固定杆27带动通过炉墙上预制窥火孔使高温针孔镜头插入或者退出炉膛，高温针孔镜头可将炉膛内部的火焰图像传输给摄像机33。摄像机33采用ccd(电荷耦合器件)摄像机，ccd将光学镜头成像面分解成几十万个像素，经光电电荷转换后，转移输出，最后形成视频信号。在风冷条件下，能在1400℃燃烧环境中长期工作；ccd摄像机可靠性高、寿命长、无隋性、体积小、重量轻，图像清晰、色彩鲜艳、失真小。为了保证摄相机可靠工作，系统在潜望镜套管31和可变光栅组32外设有冷却保护套，摄像机33外套设有护罩，给摄象机提供适宜的工作环境。
32.冷却风防护装置是为了保证摄像机镜头能在高温炉膛内正常工作而设置，本系统采用冷却风方式，并且针对系统运行中可能出现的异常情况采用温度、压力传感器进行监测，设计了自动保护功能。具体地，冷却风防护装置4包括依次连接的冷却风生成机构41、过滤器42和送风管道43，送风管道上设有压力传感器44，送风管道43端部对应摄像系统3的冷却保护套，给摄像系统提供冷却风防护。冷却风防护装置4与电气控制装置5连接，受电气控制装置5控制作业，同时将压力传感器44监测的压力数据传输至电气控制装置5。一旦冷却风系统出现故障，例如冷却压缩空气低于一定压力时，本系统电气控制装置5就能根据预设程序自动将高温针孔镜头退出炉膛，并且伴有相应的报警信号。
33.电气控制装置5是整个系统的重要控制单元，分别与气动拖动装置2、摄像系统3和
冷却风防护装置4和远方控制器8连接。电气控制装置5包括控制箱51，控制箱51内安装有带控制电路的单片机，控制箱51上设置有多个控制按钮及指示灯52与单片机连接。电气控制装置5主要控制高温针孔镜头的进退，冷却空气压力低或温度高时向气动拖动装置2发出退出指令，温度压力传感器信号的输入、故障信号的输出、综合电缆的连接与控制传递等。
34.画面分割器6采用图像压缩和数字化处理的方法，把几个画面按同样的比例压缩在一个监视器的屏幕上。画面分割器6分别连接摄像机33、监视器7和远方控制器8，用于将摄像机33传输的图像数据进行处理后发送至监视器7，接受远方控制器8的指令进行图像分割作业。
35.监视器7与画面分割器6连接，用于显示最终传输过来的图像，能够直观看到炉膛内的燃烧情况。
36.远方控制器8通过接线端子9分别连接画面分割器6和电气控制装置5，用于远程发送控制信息给画面分割器6和电气控制装置5。
37.远方控制器8安装在集控室内。可以实现摄像系统潜望镜套管的进/退、镜头光圈大小的控制功能，以及工作状态的显示、报警。
38.远方控制器8上设有一系列控制键以及指示灯，同时通过画面分割器6也可以将数据传输至监视器7使监视器7上显示当前状态及作业情况。
39.正常情况下，按远方控制器8上的“进入”键，活塞杆251前进，摄像系统潜望镜套管31进入到高温工作区，到位后，“进入”状态指示灯亮。按“退出”键，活塞杆251后退，摄像系统潜望镜套管退出高温工作区，到位后，“退出”状态指示灯亮。运行过程中，根据火焰监视图像的清晰度，运行人员可以操作远方控制器8上用于控制镜头光圈的“大”/“小”键，保证监视图像效果最佳。
40.冷却气源压力不够或停气时，远方控制器8上“无风”指示灯亮，系统处于停气保护锁定状态，气源恢复后，报警自动解除。
41.整个系统运行时，优先执行电气控制装置5内单片机预设的程序，使整个系统自动运转，自动控制气动拖动装置2使摄像系统3的高温针孔镜头推进或者退出炉膛。在失电、失压后可自行退出。
42.也可通过控制箱51或远方控制器8手动操作高温针孔镜头的推进和退出。简洁可靠，不卡死，易维护。在紧急情况下，也可以通过操作电气控制装置5的电磁阀24(即后退电磁阀)上的手动按钮使电磁阀24气动回路导通，确保炉膛火焰监视装置的高温针孔镜头安全退出，起到保护设备作用。
43.此炉膛火焰监视装置采用结构化设计，安装维修便捷，环境适应性强，抗干扰能力强，耐高温耐腐蚀，视场角大，图像清晰，用气量少，使用寿命长。实现远方操作、提高工作效率，具有双重保护，防止因高温烧毁设备。
44.本文中应用了具体个例对发明构思进行了详细阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离该发明构思的前提下，所做的任何显而易见的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本实用新型的保护范围之内。