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新型矿用热风炉火焰监控系统功能及工作原理

新型矿用环保热风供应系统是一种高效率、节能环保的，具有自主知识产权的，全新的系列化矿井

井下供热系统。其作为热源供应的煤气热风炉在运行时，由于种种原因，如煤种变化、负荷调整、卷尺燃烧调整不当、爆管故障等都会影响燃烧的状态，甚至引起燃烧器熄火，直至整个炉膛内熄火。如何才能及时得知炉膛内的燃烧状态参数，从而对当前燃烧状况有一综合评估，并根据评估对燃烧状态做出相应调整，提高燃烧效率并防止熄火、回火推土机等危险的发生是工业经济、安全运行亟需解决的问题，单纯靠人力维护，劳动强度大，主关性原因多。为了消除潜在的危险，提高燃料的燃烧效率，降低工人的劳动强度，有必要设计一套相应的热风炉火焰监控系统对火焰的燃烧状况进行实时检测并做出相应的调节。本文设计了一套新型矿用热风炉火焰监控系统，该系统利用PCA算法和神经络相结合的判别方法，判别火焰的燃烧状态：正常燃烧、煤气过量、空气过量。它的优点是采其在体内分解所产生的钙和磷酸盐可以由新构成的骨组织吸收取了现场工程技术人员的提供的经验值，从而模拟人工操作过程进行系统自行调节，从而有效地降低了现场技术工人的工作强度。

1、系统功能及工作原理

（1）系统功能

系统包肯两个热风炉，两个炉子轮流丁作提供热风。系统中热风炉采用“一烧一送”的工宠物安葬作方式，即每个热风炉都通过“燃烧”．“焖炉”．“送风”三个阶段。系统重要功能包括：炉膛火焰的实时监视功能、状态诊断功能、灭火保护功能和阀门控制等。

1）实时监视功能

(1.)实时显示全炉膛火焰情况，在达到设置条件后完成两个炉子火焰图像的切换。

(2.)具有数字录像功能，用丁事故分析。

2）状态诊断功能

(1.)工控机对采集到的火焰图像进行处理，提取火焰的有效特征量作为BP络的输入，最后将BP络的输出值与经验值比较判断出火焰状态。

(2.)实时显示BP络判断出的火焰状态：煤气低、正常燃烧、煤气高。

3）灭火保护功能

(1.)系统诊断到灭火信号后，可经逻辑处理后立即自动切断空气阀与煤气阀。

(2.)火焰图像传感器故障诊断提高系统的可靠性。

4）阀门控制功能

(1.)系统诊断出煤气量高或低时，对煤气调节阀进行一个相庶基准位置的调节，再次诊断直至正常燃烧。

(2.)实时显示煤气调节阀的状态，使工人对于阀门状态一目了然。

2、系统工作原理

系统通过PCA算法从七个图像特征向量：图像的灰度、火焰面积、高温面积率、质心坐标和圆形

度等提取了三个最能反映火焰燃烧状态的三个特征量，包括火焰有效灰度、火焰高温区域灰度、高温面它是用1个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球积率作为神经络的输入。

根据运行人员提供的操作经验，设计并训练出了络结构为．3．1的神经络，神经络的输出

值在【0，2】范围内，而且当输出值在【0.7，1.3】范围内时属于正常的燃烧状态，当输出值在【0，0.7)范围内时为煤气少的状态，当输出值在(1.3，21】范围内时为煤气多的状态。

自动控制部分对丁煤气调节阀地控制模拟了人工地控制过程，根拊技术工人的经验每次调节的基准值取5度。系统设计了阀门开度加度值与阀门开度百分比值的对应关系，当下位机反馈回煤气调节阀状态信号时，系统从而把试样所承受的变形值记录或显示出来自动将其加度值转化为百分比值并显示在用户界面上，方便运行人员掌握阀门的具体状态。

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