[发明专利]一种飞灰含碳量在线测量装置及方法

权利要求书

1.一种飞灰含碳量在线测量装置，包括烟道（1）、飞灰等速取样系统（2）、图像拍摄分析系统（3）和飞灰清理收集系统（4），所述烟道（1）与飞灰等速取样系统（2）连接，所述飞灰清理收集系统（4）位于飞灰等速取样系统（2）的下方，所述飞灰等速取样系统（2）与图像拍摄分析系统（3）配合，其特征在于：所述飞灰等速取样系统（2）包括取样枪（2-1）、旋风分离器（2-2）、引射器（2-4）、流量控制器（2-7）、排气管（2-8）、防堵式靠背管（2-9）、差压变送器（2-10）和落料阀（2-11），所述取样枪（2-1）的一端位于烟道（1）内，所述取样枪（2-1）的另一端与旋风分离器（2-2）连接，所述旋风分离器（2-2）的下端安装有落料阀（2-11），所述旋风分离器（2-2）的上端与引射器（2-4）连接，所述引射器（2-4）与流量控制器（2-7）连接，所述排气管（2-8）的一端与流量控制器（2-7）连接，所述排气管（2-8）的另一端位于烟道（1）内，所述差压变送器（2-10）与流量控制器（2-7）连接，所述防堵式靠背管（2-9）的一端与差压变送器（2-10）连接，所述防堵式靠背管（2-9）的另一端位于烟道（1）内。

2.根据权利要求1所述的飞灰含碳量在线测量装置，其特征在于：所述引射器（2-4）包括压缩空气气源（2-3）、引射器本体（2-5）和压缩空气射流喷管（2-6），所述旋风分离器（2-2）的上端与引射器本体（2-5）连接，所述引射器本体（2-5）与流量控制器（2-7）连接，所述引射器本体（2-5）与压缩空气气源（2-3）通过压缩空气射流喷管（2-6）连接。

3.根据权利要求1所述的飞灰含碳量在线测量装置，其特征在于：所述图像拍摄分析系统（3）包括伸缩器（3-1）、伸缩杆（3-2）、托盘（3-3）、标准色板（3-4）、光学相机（3-5）、显微相机（3-7）、计算机（3-10）和工作台（3-11），所述伸缩杆（3-2）安装在伸缩器（3-1）上，所述托盘（3-3）与伸缩杆（3-2）连接、且托盘（3-3）与工作台（3-11）配合，所述标准色板（3-4）设置在工作台（3-11）上，所述光学相机（3-5）和显微相机（3-7）分别位于工作台（3-11）的上方和下方，所述光学相机（3-5）和显微相机（3-7）均与计算机（3-10）连接。

4.根据权利要求3所述的飞灰含碳量在线测量装置，其特征在于：所述图像拍摄分析系统（3）还包括上光源（3-6）、下光源（3-8）和数据线缆（3-9），所述上光源（3-6）和下光源（3-8）分别位于工作台（3-11）的上方和下方，所述光学相机（3-5）和显微相机（3-7）均通过数据线缆（3-9）与计算机（3-10）连接。

5.根据权利要求1所述的飞灰含碳量在线测量装置，其特征在于：所述飞灰清理收集系统（4）包括刮板（4-1）、压缩空气吹扫装置（4-2）和料斗（4-3），所述料斗（4-3）位于落料阀（2-11）的下方，所述刮板（4-1）和压缩空气吹扫装置（4-2）均与托盘（3-3）配合。

6.根据权利要求3所述的飞灰含碳量在线测量装置，其特征在于：所述托盘（3-3）为透明载体。

7.一种基于权利要求1-6中任意一项权利要求所述的飞灰含碳量在线测量装置的测量方法，其特征在于：所述测量方法包括如下步骤：

a)通过等速取样从烟气中采集飞灰样品，并经预处理在透明托盘上形成表面平整的飞灰样本；

b)采用常规拍照和显微摄像分别获得飞灰样本的概貌图像和显微图像；

c)基于图像检测和机器视觉技术对飞灰图像进行分析、处理、识别，获得飞灰的特征参数；

d)从机组运行数据库中获得锅炉燃烧的特征参数；

f)从机组日常例行化验中获得飞灰样本的含碳量测量值，通过机器学习手段，建立其与特征参数的关联模型；

g)利用f)建立的关联模型，以步骤c)和d)的特征参数作为模型输入，测算飞灰含碳量，实现在线测量。

8.根据权利要求7所述的飞灰含碳量在线测量装置的测量方法，其特征在于：所述测量方法在步骤d)和f)之间还包括步骤e)，

e)采用常规化验手段获得同批次飞灰样本的含碳量测量值，对步骤c、d获得的特征参数进行标定，建立特征参数与飞灰含碳量的关联模型；

g)利用e)或f)建立的关联模型，以步骤c) 和d)的特征参数作为模型输入，测算飞灰含碳量，实现在线测量。