防爆一体化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，特别是防爆一体化火焰检测器。

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(主要以温度数字形式体现)。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，且受热过大还容易造成探头爆裂等，而且由于现有的火焰检测器一般输出数字形式的温度值，需要管理人员主动观察温度数字后，才能了解到燃烧器的燃烧工作情况，因此，如果燃烧器温度过高或温度过低，管理人员没有实时观察到温度的变化，也就是没有实时了解到燃烧器内火焰情况时，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，且能在温度低于或高于正常值时(温度高火焰大、反之火焰小)能主动给予管理人员提示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一般只能输出数字形式的温度值，如果管理人员没有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，发生异常后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通过水冷对关键探头部位进行降温，且不直接接触燃烧的火焰，防止了温度过高导致探头等爆裂，由此提高了使用寿命，且能在燃烧器燃烧后温度低于或高于正常值时，能主动给予管理人员提示的防爆一体化火焰检测器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

防爆一体化火焰检测器，其特征在于包括火焰检测结构和控制机构；所述火焰检测结构包括筒体、光电三极管、供水设备，筒体配套有盖和前防爆耐高温钢化玻璃板，盖和玻璃板安装在筒体前侧；所述筒体的前内侧有散热壳，散热壳前端为开放式结构，散热壳内后部有固定管，光电三极管固定管前端内；所述筒体的内前端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；所述控制机构包括开关电源和控制电路，开关电源和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；所述光电三极管的信号端和控制电路的信号输入端电性连接。

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，所述水位开关内部触点是常闭式结构。

进一步地，所述水位开关控制机构的开关电源是交流转直流开关电源模块。

进一步地，所述位开关控制机构的控制电路包括可调电阻、电阻、npn三极管、讯响器、继电器，其间经电路板布线连接，第一只可调电阻一端和电阻一端、第一只继电器正极及控制电源输入端、第二只继电器正极及控制电源输入端连接，第一只电阻另一端和第一只npn三极管集电极、第二只npn三极管基极连接，第二只npn三极管集电极和第一只继电器负极电源输入端连接，第一只继电器常开触点端和讯响器正极电源输入端、第二只继电器常开触点端连接，第一只npn三极管基极和第二只可调电阻一端连接，第二只可调电阻另一端和第三只npn三极管基极连接，第三只npn三极管集电极和第二只继电器负极电源输入端连接，第一只及第二只、第三只npn三极管发射极和讯响器负极电源输入端连接。

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，如果燃烧器燃烧后温度低于或高于正常值时(温度高火焰大则火光强度大、反之火焰小火光强度低)能主动经讯响器发出响亮提示声音给予管理人员提示。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。

具体实施方式

图1中所示，防爆一体化火焰检测器，包括火焰检测结构和控制机构；所述火焰检测结构包括金属铜质筒体3(后端密封)、光电三极管2、供水设备1，在金属筒体3的前端外侧具有外螺纹，金属筒体3配套有一个前端中部具有环形开口的铜质材料盖31，盖31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32(1200℃耐热石英玻璃)，通过盖31后内侧内螺纹旋入筒体3前侧外螺纹，把盖31和玻璃板32安装在筒体3前侧，玻璃板32的后侧端和筒体3的前侧端紧密接触；所述筒体3的前内侧焊接有一只圆形铜质散热壳33(铜质散热壳33外侧和筒体3内侧密封)，散热壳33前端为开放式结构，散热壳33内后中部横向焊接有一只铜质固定管34，光电三极管2安装在一只圆形电路板上，电路板紧套在固定管34前端内、且光电三极管2的探头(受光面)朝向筒体前端，固定管34前内端和光电三极管2之间有密封防水透明固化胶，和光电三极管2连接的导线从固定管34后内中部、散热壳33后中部开孔向筒体3内后侧引出，并从筒体3后内中部开孔向筒体3外引出；所述筒体3的内前端具有内螺纹，散热壳33配套有另一只厚度较薄的圆形防爆耐高温钢化玻璃板35(耐热石英玻璃)，另一只玻璃板35外侧具有外螺纹，通过另一只玻璃板35外侧外螺纹旋入筒体3内前端的内螺纹，把另一只玻璃板35安装在筒体2前端内、且另一只玻璃板35后侧和散热壳33前端贴合在一起；所述散热壳33的后端上下两部各横向焊接有一根和散热壳33内部相通的铜质进水管36和出水管37，进水管36、出水管37后端位于筒体3后外侧；所述筒体3的前端外侧焊接有一个具有多个安装孔的固定板38，筒体通过经固定板38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1包括上端开口的水箱101、小型潜水泵102、水位开关103、电磁阀104，潜水泵102位于水箱101内底中部，水位开关103垂直安装在水箱101的前内侧端上部、且其下端和水箱内底部间隔10厘米，电磁阀104的出水管经螺杆螺母、固定夹安装在水箱101内上后侧中部，电磁阀104进水管和自来水管经管道管道接头连接；所述潜水泵102的出水管和散热壳33后侧端进水管36经管道、管道接头连接，散热壳33的出水管37后侧经螺杆螺母、固定夹安装在水箱101内上后侧右端；所述控制机构4包括开关电源41和控制电路42，开关电源41和控制电路42安装在电路板上，电路板安装在元件盒5内，元件盒5安装在筒体3的上端后外侧。

图1中所示，第一只玻璃板32外径面积大于盖31环形开口的内径面积，且略小于筒体3的外径，另一只玻璃板32和散热壳33组成的空腔和筒体3内处于隔绝密封状态、管道及管道接头均为铜制材料。火焰检测结构的供水设备小型潜水泵102是工作电压直流12v的35w小型潜水泵，水位开关103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，控制机构的开关电源a1是品牌明纬的交流220v转12v直流开关电源模块成品、功率500w。控制机构的控制电路包括可调电阻rp、rp1，电阻r1，npn三极管q2、q3、q4，讯响器b，继电器j及j1，其间经电路板布线连接，第一只可调电阻rp一端和电阻r1一端、第一只继电器j正极及控制电源输入端、第二只继电器j1正极及控制电源输入端连接，第一只电阻r1另一端和第一只npn三极管q2集电极、第二只npn三极管q3基极连接，第二只npn三极管q3集电极和第一只继电器j负极电源输入端连接，第一只继电器j常开触点端和讯响器b正极电源输入端、第二只继电器j1常开触点端连接，第一只npn三极管q2基极和第二只可调电阻rp1一端连接，第二只可调电阻rp1另一端和第三只npn三极管q4基极连接，第三只npn三极管q4集电极和第二只继电器j1负极电源输入端连接，第一只及第二只、第三只npn三极管q2、q3、q4发射极和讯响器b负极电源输入端连接。

图2中所示，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脚和控制电路输入两端继电器j控制电源输入端及npn三极管q3发射极、潜水泵m电源输入两端分别经导线连接；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信号端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npn三极管q2基极分别经导线连接。

图2中所示，本新型使用中先往水箱101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12v电源进入控制电路及潜水泵m的电源输入两端，同时12v电源正极进入水位开关s一端，当水箱101内水位较低时，水位开关s浮子位于水箱101内下部、水位开关s内部触点闭合时，12v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101内；当水箱101内水满后，水位开关s浮子上浮后、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101内；当水箱101内水位再次降低、水箱101内水位较低时，水位开关s浮子位于水箱101内下部、水位开关s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101内；通过上述，就能有效保证水箱101内处于高水位。潜水泵m得电工作后会将水箱101内水抽出、然后经进水管36泵入散热壳33内，再从出水管37流出进入水箱101内散热，进入散热壳33内的冷水对位于固定管34内的光电三极管2进行散热，保证了工作中光电三极管2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2接收炉膛内燃烧产生的光源造成影响。

图2中所示，控制电路得电工作后，初始阶段(管理人员点燃燃烧器输出的燃气或雾化燃料阶段)炉膛内燃油或燃气没有点燃或者后续因各种状况燃烧器火源熄灭后，炉膛内部处于较为黑暗状态，照射在光电三极管q1的受光面上光源很少，这样，光电三极管q1受光面由于受光照强度低呈现高阻值状态其发射极输出至npn三极管q2基极的电压低于0.7v(可调电阻rp是光电三极管q1的降压限流外围元件)，npn三极管q2的基极无合适正向偏压处于截止状态，此刻npn三极管q3的基极会经电阻r1降压限流、从开关电源a1的3脚获得合适高于0.7v正向偏压进而导通其集电极输出低电平进入继电器j负极电源输入端，于是，继电器j得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合；由于，讯响器b正极电源输入端和继电器j常开触点端连接，讯响器b的负极电源输入端和开关电源a1的4脚连接，所以，此时讯响器b会得电工作发出响亮的提示声音，主要提示管理人员燃烧中，燃烧器停止燃烧及时进行故障查询(应用中，因各种状况燃烧器火源熄灭)，保证燃烧器的正常工作(初始阶段报警管理人员可不做理会，管理人员经燃烧器的点火器点燃燃烧器输出的燃气或雾化燃料后、讯响器b会自动停止报警)。炉膛内燃油或燃气被点燃、燃烧器内一直处于燃烧状态时，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受光面由于受光照强度高呈现低阻值状态、其发射极输出至npn三极管q2基极的电压高于0.7v，npn三极管q2的基极获得合适正向偏压处于导通状态其集电极输出低电平进入npn三极管q3的基极，npn三极管q3的基极无合适正向偏压会处于截止状态、其集电极不再输出低电平进入继电器j负极电源输入端，于是，继电器j失电不再吸合其控制电源输入端和常开触点端开路；由于，讯响器b正极电源输入端和继电器j常开触点端连接，所以，此时讯响器b会失电不再发出提示声音，此种状态下表示炉膛内燃烧器处于正常燃烧状态，不必进行任何操作。

图2中所示，控制电路得电工作后，当炉膛内燃油或燃气被点燃、燃烧器内一直处于燃烧状态，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，光电三极管q1受光面由于受光照强度高呈现低阻值状态、其发射极输出高于0.7v的电压进入至npn三极管q2基极的同时，高于0.7v的电源还会经可调电阻rp1进入npn三极管q4的基极；实际情况下，当炉膛内燃烧器(燃烧器喷嘴位于炉膛内，燃烧器本体位于炉膛外侧)燃烧燃气或者雾化后燃料处于正常时，也就是经两层钢化玻璃、水照射在光电三极管q1的受光面光源处于正常时，光电三极管q1发射极经可调电阻rp1降压限流、输入至npn三极管q4基极电压低于0.7v(燃烧器燃烧产生的热量越大、光线越强，光电三极管q1受光面受到的光照越大其发射极输出的电压越高，燃烧器燃烧产生的热量越小、光线越弱，光电三极管q1受光面受到的光照越小其发射极输出的电压相对越低)，于是，npn三极管q4处于截止状态、继电器j1处于失电状态、后续讯响器b也不会发声。控制电路得电工作后，实际情况下，当进入燃烧器内燃气或雾化后燃油过多、导致燃烧器燃烧产生的热量过大时(燃烧器燃烧产生的热量很大、光线很强，光电三极管q1受光面受到的光照越大其发射极输出的电压很高)，也就是经两层钢化玻璃、水照射在光电三极管q1的受光面光源很高时，光电三极管q1发射极经可调电阻rp1输入至npn三极管q4基极电源高于0.7v时，npn三极管q4会导通集电极输出低电平进入继电器j1负极电源输入端，于是，继电器j1得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合；由于，讯响器b正极电源输入端和继电器j1常开触点端连接，讯响器b的负极电源输入端和开关电源a1的4脚连接，所以，此时讯响器b会得电工作发出响亮的提示声音，提示管理人员燃烧器燃烧温度过高，管理人员听到报警声音后，就可通过观察炉膛内燃料燃烧情况进行相应处置，火源熄灭时引起的报警声就可经燃烧器配套的点火器重新点燃燃料，温度超高引起的报警声就可将燃烧器本体输入的燃气或雾化后燃料调节的相对小，这样就能适当降低炉膛燃烧作用于锅炉等的热量。本新型能对燃料熄灭以及燃烧温度过高进行探测，同时在燃烧中，如果燃气或雾化后燃料输入量过低，炉膛内火源热量较低、光线较弱，光电三极管q1受光面受到的光照较小其发射极输出的电压较低时(低于0.7v时)，npn三极管q2的基极无合适正向偏压处于截止状态后，npn三极管q3的基极会经电阻r1降压限流、从开关电源a1的3脚获得合适高于0.7v正向偏压进而导通其集电极输出低电平进入继电器j负极电源输入端，继电器j得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合后，讯响器b得电工作发出响亮的提示声音，这样管理人员听到报警声后，可通过观察炉膛内燃料燃烧情况进行相应处置，温度过低引起的报警声就可将燃烧器本体输入的燃气或雾化后燃料调节的相对大，这样就能适当增加炉膛燃烧作用于锅炉等的热量。

图2中所示，本新型生产前需要确定可调电阻rp及rp1的电阻值。确定可调电阻rp的阻值时，在炉膛内的火源到达最低设定状态时(燃烧器燃烧的燃料相对少，通过调节燃烧器本体的燃料阀门进行设定)进行确定，技术人员调节可调电阻rp的调节手柄，当刚好调节到讯响器b发声后就达到调节需要，后续实际使用中，当炉膛内燃烧器燃烧产生的火源刚好到达最低设定状态时讯响器b就会发声。确定可调电阻rp1的阻值时，在炉膛内的火源到达最高设定状态时(燃烧器燃烧的燃料相对多，通过调节燃烧器本体的燃料阀门进行设定)进行确定，技术人员调节可调电阻rp1的调节手柄，当刚好调节到讯响器b发声后就达到调节需要，后续实际使用中，当炉膛内燃烧器燃烧产生的火源到达最高设定状态时讯响器b就会发声。调节好后技术人员断开电源、从电路中取下可调电阻rp、rp1用电阻表进行阻值测定，测得的电阻值就是后续实际大量生产产品、可调电阻rp、rp1所需电阻值，后续生产就可直接根据测得的所需电阻值直接把可调电阻rp、rp1电阻值调节到位、不需要再进行调节(或者用相同阻值的固定电阻代替，后续生产不需要再进行可调电阻rp、rp1`的电阻值确定)。实际应用中，终端用户的技术人员可以根据实际需要打开元件盒对可调电阻rp、rp1的电阻值进行分别调节，使炉膛内火源大小到达锅炉所需要的最低状态以及最高设定时讯响器b能分别得电发声。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，如果燃烧器燃烧后温度低于或高于正常值时(温度高火焰大则火光强度大、反之火焰小火光强度低)能主动经讯响器发出响亮提示声音给予管理人员提示。

图2中所示，继电器j、j1是dc12v继电器；光电三极管q1型号是3du；npn三极管q2、q3、q4、型号分别是9011、9013、9013；讯响器b是品牌翼盟的12v有源连续声讯响报警器成品；电阻r1阻值是20k。电磁阀dc是品牌正科的常闭阀芯电磁阀。可调电阻rp、rp1规格是4m，本实施例中分别调节到2.26m、2.34m。

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。

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