[发明专利]一种火焰状态检测方法

摘要

本发明公开了一种火焰状态检测方法，特别适用于锅炉内燃烧火焰状态的检测与分析。该方法包括如下步骤：光电信号转换步骤，信号预处理步骤，时间序列信号相关分析步骤。本发明提出的火焰状态检测方法，在信号预处理过程中，对燃烧器的火焰强度信号和火焰闪烁频率信号分别进行放大处理，能有效鉴别出火焰信号中的火焰强度信号和火焰闪烁频率信号，消除火焰闪烁频率信号的失真现象；通过对燃烧过程采集数据信号的相关分析，计算相邻时间段内火焰强度信号的相关性系数，以及相邻时间段内火焰闪烁频率信号之间的相关性系数，有效解决了不同燃烧点和不同层燃烧器之间的“偷看”问题。

主权项

1.一种燃烧火焰状态检测方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：光电信号转换步骤：使用光电传感器将燃烧火焰光信号转换成对应的燃烧火焰模拟量信号I0；步骤二：信号预处理步骤，包括以下子步骤：2.1对燃烧火焰模拟量信号I0进行信号放大、信号滤波处理，得到处理后信号I1；2.2从信号I1中分离出代表火焰闪烁频率的交流信号Ia和代表火焰强度的直流信号Ib；2.3对代表火焰闪烁频率的交流信号Ia和代表火焰强度的直流信号Ib分别进行运算放大处理，得到运算放大处理后对应信号IA和IB，使IA和IB的量值在相同的数量级范围内；2.4将IB转换成数字信号，并进行数据采集：得到时间序列火焰强度信号离散值Xi，j，i＝1，2，L，N表示时间序列号，j＝1，2，L，M表示第i序列数据组中的第j个数据；2.5将IA转换成数字信号，并进行数据采集，得到等间隔连续采样值Ik；取Ik中有限长时间内等间隔连续采样值Ik，k＝1，2，L，l，l为进行频谱计算的数据个数，进行频谱分析得到时间序列火焰闪烁频率信号Yi，j；步骤三：时间序列信号相关分析步骤，包括以下子步骤：3.1分别计算火焰强度信号Xi，j和火焰闪烁频率信号Yi，j的时间序列相关系数；Qi，i+t＝f(Xi，Xi+t)，Fi，i+t＝f(Yi，Yi+t)其中，Qi，i+t和Fi，i+t分别表示火焰强度信号Xi，j和火焰闪烁频率信号Yi，j间隔t个时间序列的相关系数，f表示相关性函数；t＝1，2，L，T表示序列数据组间隔的个数，T值根据锅炉保护系统熄火延迟时间的需要确定；3.2连续监测火焰强度信号的时间序列相关性系数Qi，i+t的变化值ΔQt，以及火焰闪烁频率信号的时间序列相关系数Fi，i+t的变化值ΔFt；ΔQt＝Qi，i+t-Qi，i+t-1，ΔFt＝Fi，i+t-Fi，i+t-1 3.3根据两种信号的时间序列相关系数变化趋势判断火焰状态：如果相邻时间间隔内的相关系数变化值ΔQt和ΔFt小于设定阈值，即ΔQt＜ΔQ且ΔFt＜ΔF，而且相关系数Qi，i+t和Fi，i+t大于设定阈值，即Qi，i+t＞QY且Fi，i+t＞Fy，则判断火焰状态正常；否则，则判断火焰状态异常；式中，ΔQ-表示火焰强度信号相关系数变化阈值，ΔF-表示火焰闪烁频率信号相关系数变化阈值，QY-表示火焰强度信号相关系数阈值，FY-表示火焰闪烁频率信号相关系数阈值。