炉膛火焰监视彩色工业电视系统.docx
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炉膛火焰监视彩色工业电视系统
炉膛火焰监视彩色工业电视系统
技术指标及功能
一、YXTV-L型高温炉膛火焰监视彩色工业电视系统
1、系统概述
为了确保电厂锅炉的安全生产，公司在吸收国内外同类产品先进技术的同时，结合我国锅炉运行实际情况研制成功YXTV-L型高温炉膛火焰监视彩色工业电视系统。
该系统是监视锅炉运行的一种重要设备。
其摄像探头可直接伸到炉膛内，真实反映其内部火焰的燃烧情况，操作人员可在控制室外内通过彩色监视器观察到锅炉内点火、灭火及正常燃烧等现象，能及时发现各种危险状况，从而制止事故的发生，这对于提高生产效率，改善工作条件，将起到重要作用。
（1）系统主要组成部分
①具有保护功能的摄像探头
②摄像机控制器
③电气控制柜
④气源控制柜
⑤传动装置
⑥彩色监视器
⑦视频电缆、控制电缆、金属软管等
备注：
摄像探头由光学镜头、CCD彩色摄像机和不锈钢风冷组成。
（2）系统特点
①光学镜头设计为视场角90°、仰角20°、带远控光圈的特种高温镜头，另外还配有各种滤色片，以适应不同的光谱范围。
见下表：
颜色
应用
透光度
无色玻璃
光线补偿
95%
绿色
明显减弱红色色彩亮度
54%
灰色
减弱所有的色彩亮度
30%
桔黄色
减弱兰色色彩亮度
90%
兰色（中等）
一级减弱桔黄色色彩亮度
83%
兰色（偏黑）
明显减弱桔黄色色彩亮度
72%
②在彩色监视器上逼真地显示与真实场景一致的色彩。
③该系统采取了风冷却、镜风与吹扫风吹扫及特种金属防腐等保护措施，从而满足在高温、强腐蚀等恶劣条件下长期工作的需要。
④针对电厂保护条件、气的波动性，该系统采用压力、传感技术、使系统具备自我保护的功能，并设计了由微型电机拖动的传动装置。
2、系统主要配置
（1）CCD彩色摄像机
1功能
CCD（电荷耦合器件）彩色摄像机把入射到图像传感器上的图像光学信号分成若
干个像点，以串行方式，按时间序列逐一输出每个像点信号，即视频信号，经过放大电路放大后，由视频电缆送至图像控制器，再由图像控制器视频线送至监视器显示图像。
（也可由视频电缆送至彩色监视器显示。
）摄像机温度由涡流制冷器控制，温度保持在20℃左右。
2技术指标
行频：
15625Hz
场频：
50Hz
视频输出：
1.0VP-P75Ω
CCD尺寸：
6.4mm×4.8mm
有效象素数：
752（H）×582（V）
分辨率：
500TVL（水平）
信噪比：
≥50dB
工作电源：
AC24V/50Hz或DC12V
工作温度：
-10℃~+60℃
净重：
0.40kg
3CCD彩色摄像机工艺及工作过程
●工艺
CCD彩色摄像机图像机图像传感器是在硅片上采用氧化、扩散、离子注入、光刻等集成电路工艺而制成的半导体集成光电器件，其基本结构是由金属或低阻多晶硅膜、二氧化硅和硅组成的MOS电容，同时经高温固化处理。
●工作过程
图像传感器工作过程分为五个阶段：
a、积分：
光学镜头把欲摄取的物体成像在光敏区上，使入射光子在硅材料内产生光生电子被积累在光敏元的势阱中，积累电子数（即电荷包的大小）与入射到该光敏元上的光强以及积分时间成正比，经过一定时间积分后，光敏区就形成一个“电荷像”，它与所摄取“景象”相对应。
b、转移：
将接受的光信号电荷包并行转移到所对应的CCD存贮区。
c、传输：
信号电荷包在驱动脉冲的作用下，依次沿CCD串行传输，每驱动一个周期，各电荷向输出方向移动一位。
d、计数：
计数器用来记录驱动周期个数。
计数器产生的脉冲，触发新一行信
号的转移传输。
e、读出：
传输到CCD终端信号电荷包向读出电路的浮墨扩散二极管的电容
充电，在二极管上产生的电压变化与电荷包大小成正比，并经MOS场效
应管输出。
（2）特种高温镜头（YXTV-L）
1简介
本系统所用光学镜头，为我公司根据电厂锅炉特点及安装要求所选用的特种镜头。
镜头前端配置了耐高温宝石玻璃，可以有效地降低热辐射对镜头的损伤。
在镜头内部配备了不同深度的滤色片，以适应不同锅炉的燃烧工况。
在功能上具有手动调焦及远探光圈，以达到最佳的监视效果。
2技术指标
焦距：
50mm
摄像范围：
1m~+∞
视场角：
90°
入射光孔直径：
φ2mm
光圈电机电源：
±6VDC
净重：
1.3kg
3结构说明：
见图一
图一光学镜头外形及结构示意图
（3）不锈钢冷却筒（YXTV-IK1）
1功能
在其内部完成风冷却及吹扫风吹扫，以保护摄像机和镜头，使摄像探头能在高温环境下长时间工作。
2结构
冷却筒是用特种耐高温不锈钢材料制成的圆筒式结构；前端设计有直径为10mm窥孔；后部有各种接口，设有冷却和吹扫风的接入口与排出口；冷却筒内部前端有一定位销，以防止摄像机镜头旋转错位；端盖安装时用橡胶圈密封。
3技术指标
净重：
7kg
窥孔孔径：
Ф10mm
外观尺寸：
长700mm
4组装
摄像探头由光学镜头、CCD彩色摄像机、摄像机托架三部分组成。
摄像探头固定在冷却筒内。
见图二。
图二摄像探头外形及结构图
（4）集控室控制器（YXTV-TK1）
1功能
为摄像机及光学镜头提供工作电源，关实现视频信号的转接。
控制器由箱体与面板
组成。
见图三。
图三集控室控制器外形尺寸及面板功能
2技术指标
电源输入：
±12VDC
操作盒外形尺寸：
152（W）×76（H）
有效象素数：
752（H）×582（V）
工作环境温度：
0℃~60℃
净重：
0.5kg
（5）电气控制柜（YXTV-DK1）
1功能
电气控制柜用来完成整套系统电气控制，其四种保护“开关”分别与摄像探头“退出”指令联锁，当保护动作时，探头自动退出炉膛，待保护条件满足后，可将探头“推进”
2技术指标
输入电源：
220VAC/50Hz
功率：
150W
净重：
7kg
外型尺寸：
4420（W）×480（H）×200（D）mm
（6）气源控制箱（YXTV-QK1）
1功能
气源控制箱用于调整处理镜风，其压力传感器所发出的开关信号分别与摄像探头“退出”指令联锁，以确保摄像探头保护动作时及时退出炉膛。
2技术指标
外形尺寸：
420（W）×480（H）×200（D）mm
净重：
5kg
3结构：
见图四
图四气源控制箱外形尺寸及结构
（7）电动链条推进器（YXTV-LT-550）
1功能
电动推进器是由电气控制柜和气源控制柜控制的进退装置。
该装置在镜风、出故障及摄像机温度过高时，可自动将摄像探头从炉膛内退出，从而保护了摄像探头。
在摄像探头退出炉膛后，炉门上有一机械控制的风门将关闭观察孔，从而降低了热辐射对探头的影响。
2技术指标
电机电压：
220VAC50Hz
功率：
18W
行程：
550mm
全程时间：
15s
净重：
7kg
外形尺寸：
1300（L）×100（W）×100（H）
3结构
传动装置由三总值组成，见图五。
图五传动装置外形示意图
●传动机构：
微型电机、齿轮、链条、带轴承的滑车、导轨、摇柄轴等。
●导轨前端面板上钻有4个φ12的孔与炉门上M12螺栓相匹配，用来固定导轨。
●电缆连接电气控制箱安装在导轨的后端。
（8）彩色监视器（SONY-21）
1功能
彩色监视器将摄像机送来的视频信号经放大、解码、分离，最后通过显象管显像由摄像机所摄取的景象。
2技术指标
工作电源：
220VAC/50Hz
电视制式：
PAL/NTSC
扫描频率：
行频15625Hz场频50Hz
视频输入：
1.0Vp-p75Ω
功耗：
95W
环境温度：
10℃~42℃
净重：
10kg
外形尺寸：
500（V）×450（H）×490（D）mm
注：
彩色监视器可按用户或成套商要求选型。
3、系统安装
（1）技术要求
本系统采用压缩空气吹扫，来确保系统长期有效地工作
1镜风：
现场压力>0.1MPa，流量>0.3m³/h，温度<45℃，品质要求无油、无水、风源.
（2）施工说明
1系统配置
详见《设备清单》。
2管线
请参阅《YXTV-L型高温炉膛火焰监视彩色工业电视系统电缆及管道连接示意图》。
●现场铺设的主进气管、管均为DN15，要求为镀锌管。
●铺设如下电缆
动力电缆YZ-2×1.51根（需方提供）
控制电缆ZRKV16×1.01根（需方提供）
视频电缆SF75-5-11根
控制电缆ZRKV10*1.52根
请参阅《电缆清册》
●配电柜提供如下电源
成像系统电源220VAC/50Hz/3A（彩色监视器）
电气控制回路电源220VAC/50Hz/5A（电气控制柜）
3锅炉开孔
本系统采用平推内窥式观察方式，因此需要在锅炉适当位置开设观察孔（ф120mm），开孔位置需要由设计院、锅炉厂及本公司共同协商确定。
4控制盘开孔及盘内设备定位
●盘面开孔尺寸详见《YXTV-L型高温炉膛火焰监视彩色工业电视系统盘而开孔图》供参考。
●在控制盘内预留集控室操作器安放位置：
152（宽）×76（高）在控制盘内预留16芯端子排1条。
5炉门，传动机构及电气控制柜安装于锅炉窥孔处，探头应能伸入窥孔内部，控制箱在现场适当位置安装。
6将彩色监视器、集控室控制器，安装于集探室适当位置，工作环境应通风、清洁、防热和防湿。
彩色监视器安装时要谨慎，避免磕碰显像管。
4、系统操作
（1）电动链条推进器（YXTV-LT-550）
1运行条件（将摄像探头推进炉膛）
●电源工作正常；
●冷却风压力正确；
●行程开关位置正确；
●冷却风引入摄像探头通道。
2运行过程
●推进过程：
摄像探头位于初始位置（退出状态）。
当发出“推进”信号，电机启动，风门打开，摄像探头缓缓推进，整个推进过程直到行程开关动作时结束，即摄像探头进入观察位置。
●退出过程：
当发出“退出”信号或自动保护系统发出“退出”信号时，即摄像探头前端温度高于设定值，停气时，电机启动，摄像探头退出炉膛，风门自动关闭，直到行程开关动作时探头完全退出，整个过程完成，同时集探室操作器发出报警信号，以提示锅炉操作人员。
3注意事项
●从安全角度考虑，探头动作时，需有人在现场监视。
●该装置配有摇柄，在断电等特殊情况下，人工转动摇柄将探头退出炉膛。
（将摇柄套住电机轴末端，顺时针转动可将探头退出炉膛，逆时针转动可将探头推进炉膛，调试时可用此方法检查摄像探头与探头进退通道轴线是否重合）。
（2）电气控制柜（YXTV-DK1）
1运行条件
●输入电压220VAC/50Hz正确，
●冷却风压力正确。
压力传感器P1、控制点断开，中间继电器1KA失电。
具备上述条件后，系统方可进入运行状态。
2运行方式
●操作“推进”按钮，交流接触器带电，推进装置工作，探头深入炉膛。
●操作“退出”按钮，交流接触器带电；或由于保护系统动作时，交流接触带电，退出装置工作。
●遥控“推进”、“退出”操作按钮进、退均布置在控制器的操作面板上。
●在不影响监视效果的前提下，尽量减少探头深入炉膛内部的长度。
3电器控制箱面板示意图
图六电气控制柜控制板示意图
（3）气源控制箱（YXTV-QK1）
①压缩空气
压缩空气由进气口输入，流向精度为10um的油水分离器，对压缩空气进行净化，油水分离器将所滤水分由排水排出；净化后的压缩空气流向压力传感器P1。
同时，将压力传感器P1、闭合控制点设定为0.1MPa，最后压缩空气由出气口输出。
（4）集控室控制器（YXTV-TK1）
①电源及输入
●在集控室控制器接通电源前，确定电源12V正确。
●所有输入、信号接口都设置在控制器后面板上。
②操作控制
操作键设置在集控室控制器操作盒上，操作盒通过转接电缆与电气控制箱连接，各键功能下述：
●电源指示：
系统工作指示。
●镜头光圈调节增大、减小，控制摄像探头光通量。
（5）彩色监视器
电源及输入、输出接口
●在彩色监视器接通电源之前，须确定电源220VAC/50Hz正确。
●集控室控制器视频输出信号直接传输至彩色监视器视频输入端。
●视频输入端在彩色监视器后盖板上。
1操作控制
所有控制键设在彩色监视器前面板上。
主要控制键功能下述：
电源开关：
接通或切断电源
待机开关：
接通或切断彩色监视器主电路电源
AV/AFT转换键：
视频、音频转换
色饱和度调整键：
调整显象管色饱和度
对比度调整键：
调整显象管图象的对比度
亮度调整键：
调整显象管图象的亮度
帧频调整键：
图象垂直锁定
5、系统维护与故障排除
（1）系统维护
1需定期检查气品质是否符合要求。
2需定期清除传动装置上所积灰尘。
3如监视器无图象显示，须请专业维护人员到现场检查。
（2）常见故障及其排除
1若系统电源工作正常，监视器无图象显示，首先应检查系统所有接口连接是否正确，并且检查视频插座是否到位。
2若电气控制系统工作异常，应检查电气控制柜各接线是否脱落或接触不良。
设备清单及电缆清单
（1）设备清单
序号
名称
型号规格
数量
备注
1
CCD彩色摄像机
WV-CP474
1台
经高温固化工艺处理
2
特种高温镜头
8~51MM
1只
耐高温晶体结构
3
不锈钢冷却筒
YXTV-IK1
1只
特种耐高温合金材料
4
集控室控制器
YXTV-TK1
1台
5
彩色监视器
SONY21”
1台
可根据用户需要选择
6
电气控制箱
YXTV-DK1
1台
7
气源控制柜
YXTV-QK1
1台
8
涡流制冷器
YXTV-OL
1台
9
电动链条推进器
YXTV-LT550
1台
10
电动推杆推进器
YXTV-DT500
1台
可选择
11
齿轮减速电机
90YYC-29
1台
南京微分电机厂
12
不锈钢软管（含接口）
YXRG2*2000
2根
13
控制电缆（含接口）
ZRKV10×1.0
2根
14
视频电缆（含接口）
SF75-5
1根
（2）电缆清单
序号
电缆名称
电缆型号
起点
终点
电缆长度（米）
01#
动力电缆
YZ2.0*1.5
电气控制柜
锅炉配电箱
根据现场决定
04*
传感信号传输电缆
ZRKV2.0*1.5
气源控制柜
电气控制柜
根据现场决定
03*
传动控制电缆
ZRKV10*1.0
电气控制柜
传动装置
06#
集控室控制电缆
ZRKV16*1.0
电气控制柜
控制室端子排
根据现场决定
02*
摄像机控制电缆
ZRKV10*1.0
电气控制柜
探头装置
根据现场决定
05*
视频电缆
SF75-5
探头装置
集控室监视器
根据现场决定
07#
动力电缆
YZ2.0*1.5
集控室监视器
锅炉配电箱
根据现场决定
*表示本公司提供，#表示电厂提供并铺设
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