一种数字式火焰检测器的制作方法

本实用新型涉及燃烧器配套设备技术领域，特别是一种数字式火焰检测器。

背景技术：

在工业生产中使用燃烧器的领域，为了保证设备的整体安全运行，需要采用火焰检测器对燃烧器的燃烧情况进行监测(比如火力发电机组锅炉使用的燃烧器，以及供热锅炉使用的燃烧器)，主要监测其是否处于燃烧状态以及是否出现超温现象(超温一般是输入至燃烧器内燃料或燃气过大造成的，后续有可能导致锅炉内因水温过高造成压力过高而损坏相关设备的隐患,并会浪费燃气或燃料)，在出现燃烧器停止燃烧以及温度过高后，操作人员进行相应的处置，保证锅炉等工作在正常的状态。

现有燃烧器使用的配套燃烧状态监测装置(也就是火焰检测器)，一般包括热电偶检测探头、信号处理设备以及必要的防护壳体等，应用中，热电偶探头直接接触燃烧的火焰，然后将信号传输给信号处理设备进行处理后，得出燃烧器实时的燃烧情况。因探头直接和火焰接触，工作条件恶劣，使用时间久后探头容易发生故障。而且由于现有的火焰检测器只能现场输出温度数字，需要管理人员主动到现场观察温度数字，才能了解到燃烧器的燃烧工作情况，因此，如果燃烧器燃烧温度过高或温度过低，管理人员没有在现场实时观察到温度的变化，也就是没有实时了解到燃烧器火焰情况时，那么会对锅炉等的正常工作造成影响。基于上述，提供一种能提高使用寿命，不但能满足管理人员现场观看到温度数字，还能在远端实时掌握现场燃烧器温度数据的火焰检测器显得尤为必要。

技术实现要素：

为了克服现有的燃烧器使用的燃烧状态监测装置(也就是火焰检测器)，因结构所限，应用中需要探头和燃烧器火焰直接接触，由于工作环境温度过高使用时间久后探头容易发生故障，以及现有的火焰检测器只能现场输出温度数字，需要管理人员主动到现场观察温度数字，才能了解到燃烧器的燃烧工作情况，如果燃烧器燃烧温度过高或温度过低，管理人员没有在现场实时观察到温度的变化时，会对锅炉等的正常工作造成影响的弊端，本实用新型提供一种能提高使用寿命，不但能满足管理人员现场观看到温度数字，还能在远端实时掌握现场燃烧器的燃烧温度数据，从而能有效保证燃烧器正常工作的一种数字式火焰检测器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种数字式火焰检测器，包括开关电源、单片机模块、gprs模块，其特征在于还具有火焰检测机构和控制电路；所述火焰检测机构包括筒体、光电三极管、供水设备，筒体配套有盖、前防爆耐高温钢化玻璃板，盖和玻璃板安装在筒体前侧；所述筒体前内侧有散热壳，散热壳前端为开放式结构，散热壳内有固定管，光电三极管安装固定管前端内；所述筒体的内前端安装有后防爆耐高温钢化玻璃板；所述散热壳的后端有进水管和出水管；所述筒体的前端外侧有固定板，筒体安装在燃烧锅炉炉膛侧端；所述供水设备包括水箱、潜水泵、水位开关、电磁阀，潜水泵位于水箱内底部，水位开关安装在水箱的内侧一端上部，电磁阀安装在水箱内侧另一端上部，电磁阀进水管和水管连接；所述潜水泵的出水管和散热壳后侧端进水管连接，散热壳的出水管后侧端安装在水箱上端；所述开关电源、单片机模块、gprs模块、控制电路安装在元件盒内；所述开关电源的电源输出两端和控制电路、潜水泵、单片机模块、gprs模块的电源输入两端分别电性连接；所述开关电源的正极电源输出端和水位开关一端电性连接，水位开关另一端、开关电源负极电源输出端和电磁阀正负两极电源输入端分别电性连接；所述光电三极管信号端和控制电路信号输入端电性连接，控制电路的信号输出端和单片机模块的信号输入端电性连接，gprs模块的信号输入端和单片机模块的信号输出端经rs485数据线连接。

进一步地，所述后防爆耐高温钢化玻璃板、散热壳之间组成的空腔和筒体内处于隔绝密封状态。

进一步地，所述火焰检测机构的供水设备水位开关内部两个触点是常闭式。

进一步地，所述开关电源是交流转直流开关电源模块。

进一步地，所述控制电路包括可调电阻、电阻和微型电压表，其间经电路板布线连接，电阻一端和电压表正极测量信号输入端3脚连接，可调电阻一端和电压表正极电源输入端1脚连接。

进一步地，所述单片机模块主控芯片型号为stc12c5a60s2。

本实用新型有益效果是：本新型在应用中，潜水泵会将水箱内的清水不断抽入散热壳体内、为光电三极管进行散热，防止了温度过高导致探头(光电三极管)等爆裂，由此提高了使用寿命，且锅炉炉膛内燃烧器产生的火焰能有效经透明钢化玻璃板，水作用于光电三极管的受光面，保证了光电三极管的可靠工作。本新型在控制电路、光电三极管等共同作用下，不但能现场以数字形式显示燃烧器燃烧产生的温度数字(温度高、火焰大则火光强度大、温度数字大，反之温度低、火焰小则火光强度低、温度数字小)，还能经单片机模块成品将控制电路输入的动态变化模拟电压信号转换成动态变化的数字信号，并输出至gprs模块成品信号输入端，在gprs模块成品内部电路作用下，gprs模块成品将输入的动态变化数字信号经无线移动网络发射出去；和gprs模块成品建立连接的远端管理方，结合现有成熟技术、通过手机预装现有的波形图显示app，将动态变化的数字信号转换为波形图，管理人员可在远端实时通过手机屏幕监测燃烧器温度变化，温度高时，波形图高，温度低时，波形图峰值低。通过以上，管理方经手机屏幕实时监测的波形图变化，一旦发现波形图和平时有了差异(波形图过低或者处于超高波形图)，就代表燃烧器发生了停止燃烧或者温度过高现象，当发生温度数据和正常数据差异较大时，管理人员能及时赶到现场，或通知其他就近相关人员，采取措施重新点燃熄灭的燃烧器或者将燃烧器的燃烧强度降低(将燃烧器进气或进雾化燃料阀门的阀芯关闭的相对小一些，或者温度过低火源没有熄灭将燃烧器进气或进雾化燃料阀门的阀芯打开的相对大一些)，保证了燃烧器正常为锅炉等加热，并给管理人员的管理带来了便利。基于上述，本新型具有好的应用前景。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

图1是本实用新型平面结构示意图；

图2是本实用新型电路图。

图3是本实用新型结构框图示意。

具体实施方式

图1、3中所示，一种数字式火焰检测器，包括开关电源1、单片机模块2、gprs模块3，还具有火焰检测机构和控制电路15；所述火焰检测机构包括金属铜质筒体4(后端密封)、光电三极管5、供水设备6，在金属筒体4的前端外侧具有外螺纹，金属筒体4配套有一个前端中部具有环形开口的铜质材料盖7，盖7的后内侧套有第一只厚度较厚圆形防爆耐高温钢化玻璃板8(1200℃耐热石英玻璃)，通过盖7后内侧内螺纹旋入筒体4前侧外螺纹，把盖7和玻璃板8安装在筒体4前侧，玻璃板8的后侧端和筒体4的前侧端紧密接触；所述筒体4的前内侧焊接有一只圆形铜质散热壳9(铜质散热壳9外侧和筒体3内侧密封)，散热壳9前端为开放式结构，散热壳9内后中部横向焊接有一只铜质固定管10(外径小于散热壳9内径)，光电三极管5安装在一只圆形电路板上，电路板紧套在固定管10前端内、且光电三极管5的探头(受光面)朝向筒体4前端，固定管10前内端和光电三极管5之间有密封防水透明固化胶，和光电三极管5连接的导线从固定管10后内中部、散热壳9后中部开孔向筒体4内后侧引出，并从筒体4后内中部开孔向筒体4外引出；所述筒体4的内前端具有内螺纹，散热壳9配套有另一只厚度较薄的圆形防爆耐高温钢化玻璃板11(1200℃耐热石英玻璃)，另一只玻璃板11外侧具有外螺纹，通过另一只玻璃板11外侧外螺纹旋入散热壳9前端的内螺纹，把另一只玻璃板11安装在筒体4前端内、且另一只玻璃板11后侧和散热壳9前侧贴合在一起；所述散热壳的后端上下两部各横向焊接有一根和散热壳内部相通的铜质进水管12和出水管13，进水管12、出水管13后端位于筒体4后外侧；所述筒体4的前端外侧焊接有一只具有多个安装孔的固定板14，筒体4通过固定板14安装在燃烧锅炉炉膛侧端、且位于燃烧器的下端(炉膛内温度最低区域)；所述供水设备包括上端开口的水箱61、小型潜水泵62、水位开关63、电磁阀64，潜水泵62位于水箱61内底中部，水位开关63垂直安装在水箱61的前内侧端上部且其下部和水箱61内底部间隔10厘米左右，电磁阀64的出水管经螺杆螺母、固定夹安装在水箱61内上后侧中部，电磁阀64进水管和自来水管经管道管道接头连接；所述潜水泵62的出水管和散热壳后侧端进水管12经管道、管道接头连接，散热壳的出水管13后侧经螺杆螺母、固定夹安装在水箱61内上后侧右端；所述开关电源1、单片机模块2、gprs模块3、控制电路15安装在电路板上，电路板安装在元件盒16内，元件盒16安装在筒体4的上端后外侧。

图1中所示，第一只玻璃板8外径面积大于盖7环形开口内径面积，且略小于筒体4的外径，另一只玻璃板11、散热壳9之间组成的空腔和筒体4内处于隔绝密封状态，管道及管道接头均为铜制材料。火焰检测机构的供水设备小型潜水泵62是工作电压直流24v的35w小型潜水泵，水位开关63品牌易佳、型号s1a1、长度20厘米的304不锈钢双球浮球开关成品，应用中，其浮子受水的作用力上下浮动，达到最低水位时其内部两个常闭触点会闭合。

图2中所示，开关电源a1是品牌明纬的交流220v转24v直流开关电源模块成品、功率500w。控制电路包括可调电阻rp、电阻r1和微型电压表v(微型电压表v的数字显示界面位于元件盒前端中部开口外)，其间经电路板布线连接，电压表具有两个电源输入端1及2脚、两个测量信号输入端3及4脚、一个公共端5脚，两个电源输入端1及2脚和开关电源a1的3及4脚分别连接，公共端5脚和电压表v负极电源输入端2脚及负极测量信号输入端4脚连接，电阻r1一端和电压表v正极测量信号输入端3脚连接，可调电阻rp一端和电压表v正极电源输入端1脚连接。单片机模块a2是主控芯片型号为stc12c5a60s2的单片机模块成品，单片机模块成品a2上有一组模拟信号接入端1脚及2脚，两个电源输入端3及4脚，单片机模块成品a2上有一个rs485数据输出端口。gprs模块a3型号是zlan8100，gprs模块成品a3工作电压是直流24v，gprs模块成品a3上有rs485数据输入端口。开关电源a1的电源输入端1及2脚和交流220v电源两极分别经导线连接，开关电源a1的电源输出两端3及4脚和控制电路电源输入两端可调电阻rp一端及电压表v负极电源输入端2脚、潜水泵m电源输入两端、单片机模块a2电源输入两端vcc及gnd(3及4脚)、gprs模块a3电源输入两端1及2脚(vcc及gnd)分别经导线连接；所述开关电源a1的正极电源输出端3脚和水位开关s一端经导线连接，水位开关s另一端、开关电源a1负极电源输出端4脚和电磁阀dc正负两极电源输入端分别经导线连接；光电三极管q1集电极及发射极和控制电路信号输入端可调电阻rp另一端及电阻r1一端分别经导线连接，控制电路的信号输出端电阻r1另一端和单片机模块a2的信号输入端1及2脚分别经导线连接(2脚接地)，gprs模块a3的信号输入端和单片机模块a2的信号输出端经rs485数据线连接。

图1、2中所示，本新型使用前先往水箱61内装满清水，然后打开开关电源a1的电源开关，220v电源进入开关电源a1的电源输入两端1及2脚后，开关电源a1处于得工作状态，于是，开关电源a1的电源输出两端3及4脚输出稳定的24v电源进入控制电路及潜水泵m、单片机模块a2、gprs模块a3、控制电路的电源输入两端，同时24v电源正极进入水位开关s一端，当水箱61内水位较低，水位开关61浮子位于水箱61内下部、浮子内部触点闭合时，24v电源正极会经触点闭合的水位开关s进入电磁阀dc正极电源输入端，于是，电磁阀dc得电工作其内部阀芯打开，这样自来水会经阀芯打开的电磁阀dc进入水箱61内；当水箱61内水满后，水位开关s浮子上浮、水位开关s内部两个触点开路，这样，电磁阀dc失电阀芯关闭，自来水不再进入水箱61内；当水箱61内水位再次降低、水箱61内水位较低时，水位开关s浮子位于水箱61内下部、浮子内部触点又会闭合，电磁阀dc又会得电工作其内部阀芯再次打开，这样，自来水会再次进入水箱61内；通过上述，就能有效保证水箱61内处于高水位。潜水泵m得电工作后会将水箱61内水抽出、然后经进水管12泵入散热壳9内，再从出水管13流出，进入散热壳9内的冷水对位于固定管10内的光电三极管5进行散热，保证了工作中光电三极管5不会因为温升过高而损坏。由于水和钢化玻璃板均是透明材质，因此不会对光电三极管5接收炉膛内燃烧产生的光源造成影响。

图2中所示，控制电路、gprs模块a3、单片机模块a2得电工作后，当炉膛内燃油或燃气被点燃、燃烧器内一直处于燃烧状态时(没有燃烧时炉膛内环境光线较为黑暗)，炉膛内部燃烧的燃料或燃气产生的光源经两层钢化玻璃、水照射在光电三极管q1的受光面上，这样，光电三极管q1受光面由于受光照其电阻值会发生变化(可调电阻rp是光电三极管q1的外围元件、为进入光电三极管q1集电极的电源降压限流)，火焰大光线强时，也就是炉膛内燃烧器燃烧燃料状态较好、温度高时，光电三极管q1呈现低阻值状态，光电三极管q1其发射极输出至电阻r1一端及电压表v正极测量电源输入端的电压相对高，电压表v的电压数字显示相对大；火焰小光线弱时，也就是炉膛内燃烧器燃烧燃料状不好、温度较低时，光电三极管q1呈现高阻值状态，光电三极管q1其发射极输出至电阻r1一端及电压表v正极测量电源输入端的电压相对低，电压表v的电压数字显示相对低(每个电压数字代表相应的温度数字，比如电压表指示2v，实际火焰小光线弱时，也就是炉膛内燃烧器燃烧燃料状态较差、温度低时，光电三极管q1呈现高阻值状态，光电三极管q1其发射极输出至电阻r1一端及电压表v正极电源输入端的电压相对低，电压表v的电压数字显示相对小，管理人员通过电压表显示的数字就能直观了解到炉膛内燃烧器燃烧产生的实际温度及火焰大小；管理人员使用前，结合燃烧器燃烧燃料状态，掌握燃烧器没有燃烧时对应电压数字，假如初始状态下燃烧器没有点燃燃料时、炉膛内环境温度为30℃、电压表显示假如为0.1v，那么温度900℃时对应的电压数字就是3v，温度1000℃时对应的电压数字就是3.33v左右，以此类推就可根据电压表v的电压显示数字、得到实际的炉膛内燃烧器燃烧燃料后产生的实际温度及火焰大小)。光电三极管q1发射极输出电源至电阻r1一端及电压表v正极测量电源输入端的同时，还会经采样电阻r1降压限流进入单片机模块a2的正极信号输入端1脚(单片机模块a2的负极信号输入端2脚和单片机模块a2的负极电源输入端3脚连接)；单片机模块a2在其内部电路作用下，会将1及2脚输入的动态变化模拟电压信号转换成动态变化的数字信号，并经其rs485端口输出至gprs模块成品a3信号输入端，在gprs模块成品a3内部电路作用下，gprs模块成品a3将输入的动态变化数字信号经无线移动网络发射出去；和gprs模块成品a3建立连接的远端管理方，结合现有成熟技术、通过手机预装现有的波形图显示app，将动态变化的数字信号转换为波形图，管理人员可在远端实时通过手机屏幕监测燃烧器温度变化，温度高时(火焰大、温度高)，波形图高，温度低时(火焰小、温度低)，波形图峰值低。通过以上，管理方不但可在现场实时经电压表v显示的温度数字监测炉膛内燃烧器燃烧燃料后产生的温度变化(也就是燃烧状态变化，火焰大小变化)，还能经手机屏幕波形图实时监测炉膛内燃烧器燃烧燃料后产生的温度变化(也就是燃烧状态变化，火焰大小变化)，一旦发现波形图和平时有了差异(波形图过低或者处于超高波形图，就代表燃烧器发生了停止燃烧或者温度过高现象)，当发生数据和正常数据差异较大时(管理人员使用前结合燃烧器燃烧燃料状态，掌握燃烧器没有燃烧时对应波形图峰值、燃烧但温度较低对应波形图峰值、燃烧温度过高对应波形图峰值，后续实际应用中就能有效通过波形图波峰值变化、掌握炉膛内燃烧器燃烧燃料后的具体情况)，管理人员就可及时赶到现场，或通知其他就近相关人员，采取措施重新点燃熄灭的燃烧器或者将燃烧器的燃烧强度降低(将燃烧器进气或进雾化燃料阀门的阀芯关闭的相对小一些，或者温度过低火源没有熄灭将燃烧器进气或进雾化燃料阀门的阀芯打开的相对大一些)，保证了燃烧器正常为锅炉等加热，并给管理人员的管理带来了便利。

图2中所示，光电三极管q1型号是3du。电磁阀dc是品牌正科的24v常闭阀芯电磁阀。可调电阻rp规格是1k；电阻r1阻值是470k。电压表v是品牌xtj、型号dc0—100v的三位led直流电压显示表(显示100v以下)，工作电压4.5-30v，测量范围0-100v。

以上显示和描述了本新型的基本原理和主要特征及本新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本新型限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。