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最新红外传感器单片机火焰检测装置课设课程设计报告[1].doc
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2021-10-02
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单片机技术
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目 录
第一章 引言..........................................................................................................2
第二章 系统方案设计..........................................................................................3
2.1 红外线火焰检测器..................................................................................3
第三章 红外传感器简介......................................................................................5
3.1 红外传感器概述......................................................................................5
3.2 红外传感器工作原理..............................................................................5
第四章 信号处理电路..........................................................................................7
4.1 放大和 AD 转换电路...............................................................................7
4.2 控制电路..................................................................................................9
4.3 声控报警电路........................................................................................10
4.4 显示电路................................................................................................11
4.5 电源电路................................................................................................12
第五章 控制系统统软件设计............................................................................14
5.1 程序流程图............................................................................................14
5.2 A/D 转换子程序....................................................................................14
5.3 显示子程序............................................................................................15
第六章 传感器课程设计总结............................................................................17
参考文献...............................................................................................18
第一章 引言
工业生产中,燃料的燃烧以及设备的结构都闩益复杂,对热工参数提
出了严格的要求,燃料和设各的防爆问题也变的突出起来,目前很多电站
都安装了安全监控系统,防止爆炸。安全监控系统,它是燃烧器控制和燃
料安全燃烧系统,主要由火焰检测、逻辑组件、外围设备等三大部分构称。
火焰检测装麓是安全监控系统的重要组成部分。从实际使用情况看. 火焰
检测装簧的使用效果普遍较差,经常出现有火焰检测不出或没火焰误检测
为有火焰等问题。造成这些情况的原因是多方匠的,比如火焰检测装置选
型与炉型不匹配、火焰检测装置位置安装不当、火焰检测装置参数设置不
当、检测装置部件故障。
火焰检测装置是炉膛安全监控系统十分重要的组成部分,火焰检测装
簧能否实时检测炉膛燃烧状态,能否正确反映燃烧状态是锅炉安全可靠运
行的十分重要条件。国外的检测水平比较成熟,价格比较贵。我国电站使
用的火焰检测装置五花八门,品种比较多.在使用中不尽人意。因此,结
合国外先进技术,针对我国电站锅炉燃烧特点,开发火焰检测装置是非常
必要的。火焰检测器将锅炉火焰信号转换为电信号,是本文研究的重点。
通过在熟悉、学习国内外各种成熟的火焰检测装置的基础上,针对我国电
站锅炉,对火焰检测装置进行创新和改进。本文开发研制的新型的火焰检
测装置需要具备能实时的反映锅炉的燃烧状态。直观显示火焰信号强度和
背景电平:操作简便, 利用面板上的增益调节钮和薄膜按键,可以方便地
调节火焰增益、背景信号、延迟时间及模拟量的输出;具备延时功能,针
对火焰信号的漂动不定,设置失去火焰信号后.1—los 之间的可调延时功
能,避免火焰信号的误判断;自检功能, 火焰信号处理器在正常工作的过
程中,每隔 2 分钟进行自检,保证信号处理器或检测器工作异常或发生故
障,能发出报警信号。
第二章 系统方案设计
2.1 红外线火焰检测器
火焰中存在大量的可见光和 0.9Pm 以上的红外线,这些波长的光线
不易被煤尘、水蒸气和其它燃烧产物吸收,因此适用予检测煤粉火焰和重
油火焰。在炉膛内的高温烟气和相邻燃烧器的火焰都会同时发出可见光和
红外线,在对某~燃烧器火焰进行检测时必须要将它们与被检测火焰信号
分开来。
系统的原理框图如图 2-1 所示:
图 2-1 系统框图
系统硬件原理图由红外传线感器来采集红外线信号,信号处理,数据
处理和智能算法、显示等构成。整个系统由微处理器控制,由红外线传感
器直接采集电压、电流信号,再经滤波、放大、整形后,输入到微处理器,
并在显示系统上显示,当超过电压发出报警。它的各部分电路的说明如下:
红外线传感器部分:
红
外
线
传
感
器
信 号 处
理
单
片
机
数
字
显
示
报
警
电
路
电 源 部 分
该部分电路是本次设计的基础,它利用红外线传感器将红外线变化转
变成电压的变化最终实现电压、电流的采集。
信号处理部分:
该部分电路包括电压信号的放大和 AD 转换,实现模数变换。
单片机部分:
AT89C51 单 片机 系 统 是 数 字 显 示的 核 心 部 分 , 主 要任 务 有 : 给
ADC0809 模数转换芯片提供一个时钟,使其正常工作,同时采集模数转换
后的数字信号,使用软件滤除干扰,并对数字信号进行计算,然后输出显
示。
电源电路部分:
该部分电路负责将输入的 9V 至 12V 直流电,分别转换为稳定的
9V、5V、-9V 直流电,给传感器,放大电路,单片机,ADC0809 等供电。
显示电路,声光报警电路:
显示电路的作用是将测量的电流实时显示出来,当测量电流超过电流
表的测量范围时报警电路将发出声光进行报警。
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zhangao_fengg
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