【摘要】：加熱爐是冶金工業(yè)過程中一個復雜的熱工設備,如何提高加熱爐的燃燒效率是冶金領域亟待解決的問題。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)場無法直接測出空燃比,通常都是通過對加熱爐殘氧含量的檢測來調(diào)節(jié)空燃比。因此,殘氧含量的精確測量對于提高生產(chǎn)運行效率和質(zhì)量有著重要作用。氧化鋯式氧分析儀以其特有的反應機理,能監(jiān)測出高粉塵、高溫和混合氣體中的氧含量,并且廣泛應用于各種加熱爐的氧含量測量。目前,國內(nèi)氧分析儀的研制相對國外有些缺點,具體表現(xiàn)為:測量精度不高、傳感器工作不穩(wěn)定和壽命短等,因此在國內(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,成功實現(xiàn)能夠帶來可觀的經(jīng)濟效益和顯著的社會效益。本文總體研究分為如下兩部分:第一部分通過對氧化鋯探頭的測氧原理分析得出,測氧方程的改進和探頭工作溫度的恒定控制是提高檢測精度的關鍵技術�；诖吮疚奶岢鰧y氧方程進行儀表化處理和一種分段增量式PID控制算法并應用于殘氧含量檢測系統(tǒng)中,有效的提高了測量精度和系統(tǒng)穩(wěn)定性。本系統(tǒng)運用Altium Designer軟件設計了系統(tǒng)的硬件電路和PCB板,使用MPLAB IDE編寫完成了系統(tǒng)的ARM軟件程序,通過基于STM32F405RG作為核心控制器件的電路設計、信號調(diào)理和線性化處理等手段提高了殘氧濃度檢測系統(tǒng)的抗干擾能力和檢測精度。通過現(xiàn)場應用,完全滿足殘氧含量檢測對精度和穩(wěn)定性的要求。第二部分通過基于現(xiàn)場的反饋,發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的氧化鋯測氧傳感器在惡劣的環(huán)境下壽命較短,因此提出利用軟測量技術與傳統(tǒng)儀器共同檢測殘氧含量的想法。本文采用的軟測量方法是通過鯨魚算法優(yōu)化LSSVM參數(shù)之后,再對加熱爐中殘氧含量進行預測。通過對加熱爐工藝的分析選取輔助變量,然后利用灰色關聯(lián)度再對輔助變量進行篩選,最終,作為模型的輸入進行訓練,實現(xiàn)對殘氧濃度的預測。通過實驗證明,認為這種想法具有很大的研究價值和現(xiàn)實意義。
【學位授予單位】：遼寧科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TF068.2;TP212

【參考文獻】

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本文編號：2713024