一种煤粉浓度流量测量装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110646045A(43)申请公布日2020.01.03(21)申请号201910924410.8(22)申请日2019.09.27(71)申请人南京工程学院地址211167江苏省南京市江宁区弘景大道1号(72)发明人宋宇飞朱宁包永强(74)专利代理机构南京汇盛专利商标事务所(普通合伙)32238代理人袁静(51)Int.Cl.G01F1/76(2006.01)G01N15/00(2006.01)G01N15/02(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图3页(54)发明名称一种煤粉浓度流量测量装置及方法(57)摘要本发明公开了一种煤粉浓度流量测量装置及方法，主要是基于当前较为前沿的嵌入式ARMCortex-M7系列芯片，根据火力发电对煤粉测量的实际需求，使用“交流双频矩形波励磁环状复合式静电离子感应”传感器测量煤粉的流量、浓度和颗粒大小。本系统大致分为传感器数据采集端、嵌入式接收端和上位机数据分析端三部分。嵌入式设备通过RS-485总线接收传感器信号，通过以太网将数据传输到上位机，电脑端使用上位机接收数据并显示，实现对锅炉风粉的在线调平，提高锅炉运行的安全性和经济性。最后，保存所有数据到当前目录，以便后期观察，也可用于以后机器学习的数据来源。CN110646045ACN110646045A权利要求书1/2页1.一种煤粉浓度流量测量装置，其特征在于：包括传感器数据采集端、嵌入式接收端和上位机数据分析端三部分；传感器数据采集端将传感器采集到的数据通过RS-485总线传输至嵌入式数据接收端，嵌入式数据接收端首先将接收到的数据存储起来，然后通过以太网接口传输给PC端上位机，上位机端对原始数据分析后显示浓度、流量、颗粒大小、横截面、煤粉量数据，并计算出当前的煤粉量，显示到折线图上。2.根据权利要求1所述的煤粉浓度流量测量装置，其特征在于：所述传感器数据采集端包括传感器HPS-3100，所述嵌入式接收端包括微处理器STM32F767IGT6，外部SRAMW9825G6KH，以太网芯片LAN8720A和以太网接口插座RJ45；所述传感器HPS-3100通过485总线将所采集数据传输至嵌入式接收端；所述外部SRAM与微处理器之间通过FSMC地址总线和数据总线相连；所述以太网芯片LAN8720A与微处理器之间通过RMII接口传输数据，与所述以太网接口插座RJ45之间通过两对发送和接收差分线传输数据。3.根据权利要求1所述的煤粉浓度流量测量装置，其特征在于：所述嵌入式接收端与PC机通过各自的RJ45接口使用网线连接起来，两者使用以太网进行数据传输通信，所述PC上位机基于Qt编写，上位机软件具有显示浓度、流量、颗粒大小、横截面、煤粉量数据的功能，同时能够绘制煤粉通过量变化的折线图，以便专业操作人员进行分析，调整煤粉的进入量和空气的比例。4.根据权利要求1所述的煤粉浓度流量测量装置的测量方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：传感器数据采集端进行初始化，检测数据采集端485总线接口传出数据是否正确；若数据开始传输且传输正确，则进入步骤2；否则，返回步骤1；步骤2：嵌入式接收端开始工作后，开始初始化485通信总线，配置为接收模式并启用DMA，STM32F767IGT6微处理器芯片检测485总线是否初始化成功：若初始化成功，则进入步骤3；否则，打印错误，返回步骤2；步骤3：嵌入式接收端开始工作后，开始初始化外部SRAM，在其中分配对应的内存缓冲区，STM32F767IGT6微处理器检测分配内存返回代码：若为分配正确代码，则进入步骤4；否则，打印错误，返回步骤3；步骤4：内存分配返回分配成功代码，表示成功分配了可以使用的缓冲区，接着初始化UCOSIII操作系统，STM32F767IGT6微处理器芯片检测操作系统内核初始化返回代码：若为成功代码，则进入步骤5；否则，结束嵌入式程序运行，抛出异常；步骤5：微处理器接收到UCOSIII初始化成功代码，接着判断LAN8720A的RMII接口是否配置成功：若配置成功，则进入步骤6；否则，返回步骤5；步骤6：RMII接口配置成功，表示嵌入式接收端以太网初始化成功，然后打开上位机，配置上位机服务器端IP地址、端口号和子网掩码信息，开始侦听对应端口，检查上位机服务器端是否侦听成功：若侦听成功，则进入步骤7；否则，返回步骤6，上位机服务器端不断尝试侦听，直到侦听成功；步骤7：上位机服务器端侦听成功，表示可以允许嵌入式下位机进行连接，这时需要配置嵌入式接收端即TCP客户端的IP地址、子网掩码、网关信息，选择对应于服务器的端口号，进行TCP连接，然后检查TCP客户端是否连接成功：若连接成功，则进入步骤8；否则，不断重复尝试连接至上位机服务器，返