【摘要】：加熱爐是冶金工業(yè)過(guò)程中一個(gè)復(fù)雜的熱工設(shè)備,如何提高加熱爐的燃燒效率是冶金領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。合理的空燃比是提高加熱爐燃燒效率的重要參數(shù),但在現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法直接測(cè)出空燃比,通常都是通過(guò)對(duì)加熱爐殘氧含量的檢測(cè)來(lái)調(diào)節(jié)空燃比。因此,殘氧含量的精確測(cè)量對(duì)于提高生產(chǎn)運(yùn)行效率和質(zhì)量有著重要作用。氧化鋯式氧分析儀以其特有的反應(yīng)機(jī)理,能監(jiān)測(cè)出高粉塵、高溫和混合氣體中的氧含量,并且廣泛應(yīng)用于各種加熱爐的氧含量測(cè)量。目前,國(guó)內(nèi)氧分析儀的研制相對(duì)國(guó)外有些缺點(diǎn),具體表現(xiàn)為:測(cè)量精度不高、傳感器工作不穩(wěn)定和壽命短等,因此在國(guó)內(nèi)研制具有高精度、高性能、高可靠性的氧化鋯氣體氧分析儀具有研究意義,成功實(shí)現(xiàn)能夠帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益和顯著的社會(huì)效益。本文總體研究分為如下兩部分:第一部分通過(guò)對(duì)氧化鋯探頭的測(cè)氧原理分析得出,測(cè)氧方程的改進(jìn)和探頭工作溫度的恒定控制是提高檢測(cè)精度的關(guān)鍵技術(shù)。基于此本文提出對(duì)測(cè)氧方程進(jìn)行儀表化處理和一種分段增量式PID控制算法并應(yīng)用于殘氧含量檢測(cè)系統(tǒng)中,有效的提高了測(cè)量精度和系統(tǒng)穩(wěn)定性。本系統(tǒng)運(yùn)用Altium Designer軟件設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的硬件電路和PCB板,使用MPLAB IDE編寫(xiě)完成了系統(tǒng)的ARM軟件程序,通過(guò)基于STM32F405RG作為核心控制器件的電路設(shè)計(jì)、信號(hào)調(diào)理和線性化處理等手段提高了殘氧濃度檢測(cè)系統(tǒng)的抗干擾能力和檢測(cè)精度。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用,完全滿足殘氧含量檢測(cè)對(duì)精度和穩(wěn)定性的要求。第二部分通過(guò)基于現(xiàn)場(chǎng)的反饋,發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的氧化鋯測(cè)氧傳感器在惡劣的環(huán)境下壽命較短,因此提出利用軟測(cè)量技術(shù)與傳統(tǒng)儀器共同檢測(cè)殘氧含量的想法。本文采用的軟測(cè)量方法是通過(guò)鯨魚(yú)算法優(yōu)化LSSVM參數(shù)之后,再對(duì)加熱爐中殘氧含量進(jìn)行預(yù)測(cè)。通過(guò)對(duì)加熱爐工藝的分析選取輔助變量,然后利用灰色關(guān)聯(lián)度再對(duì)輔助變量進(jìn)行篩選,最終,作為模型的輸入進(jìn)行訓(xùn)練,實(shí)現(xiàn)對(duì)殘氧濃度的預(yù)測(cè)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明,認(rèn)為這種想法具有很大的研究?jī)r(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。
【學(xué)位授予單位】：遼寧科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TF068.2;TP212

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2713024