专利摘要

本发明提供一种基于射频识别的入炉煤识别装置及煤质在线监测系统，可以精准识别和监测入炉煤的煤质。监测系统包括：输煤带投标机，在斗轮机从煤堆取煤时将对应的煤质信息写入射频标签中，并在斗轮机输煤带处进行标签的投放；入炉煤识别装置，识别位于给煤机煤料中的各个射频标签记录的煤质信息，包括：多个侧面射频识别天线、多个端面射频识别天线和多个顶部射频识别天线；以及入炉煤质确定装置，与入炉煤识别装置通信相连，依据识别到的给煤机中的球形射频标签的煤质信息以及球形射频标签的数量、密集度，判断出对应煤种在给煤机中的丰度；再结合给煤机的流量和流速，进一步修正入炉煤信息，从而确定实时进入燃煤锅炉的煤料的煤质。

权利要求

1.一种煤质在线监测系统，其特征在于，包括：

输煤带投标机，依据入场煤标准煤质检测结果，在斗轮机从煤堆取煤时将对应的煤质信息写入球形射频标签中，并在斗轮机输煤带处进行所述球形射频标签的投放；

入炉煤识别装置，识别位于给煤机煤料中的各个所述球形射频标签记录的煤质信息，包括：多个侧面射频识别天线、多个端面射频识别天线和多个顶部射频识别天线；所述侧面射频识别天线与所述给煤机的侧面观察窗一一对应，安装在该侧面观察窗的外侧，识别位于给煤机煤料中射频标签记录的煤质信息；所述侧面射频识别天线包括：与所述侧面观察窗相匹配的侧面主体，设置在所述侧面主体的一端、与所述侧面观察窗固定相连的侧面铰链，和设置在所述侧面主体的另一端、使所述侧面主体绕侧面铰链转动成贴近或者远离所述侧面观察窗的侧面提手；所述侧面主体的外圈为磁铁，通过磁力吸附固定在所述侧面观察窗上；所述侧面主体内设有射频组件，用于识别煤质信息；所述端面射频识别天线与所述给煤机的端面观察窗一一对应，安装在该端面观察窗的外侧，识别位于给煤机煤料中射频标签记录的煤质信息；所述端面射频识别天线包括：与所述端面观察窗相匹配的端面主体，设置在所述端面主体的一端、与所述端面观察窗固定相连的端面铰链，和设置在所述端面主体的另一端、使所述端面主体绕端面铰链转动成贴近或者远离所述端面观察窗的端面提手；所述端面主体的外圈为磁铁，通过磁力吸附固定在所述端面观察窗上；所述端面主体内设有射频组件，用于识别煤质信息；所述顶部射频识别天线安装在所述给煤机内、顶部加强筋的后方区域处，位于煤料的正上方，识别位于给煤机煤料中射频标签记录的煤质信息；所述顶部射频识别天线包括：截面呈弧形、与所述给煤机顶部相匹配的顶部主体，和设置在所述顶部主体两端的两个顶部提手；所述顶部主体的中心区域设有射频组件，用于识别煤质信息；所述顶部主体的两侧区域设有磁铁，通过磁力吸附固定在所述给煤机顶部；以及

入炉煤质确定装置，与所述入炉煤识别装置通信相连，依据该入炉煤识别装置识别到的所述给煤机中的所述球形射频标签的煤质信息以及所述球形射频标签的数量、密集度，判断出对应煤种在所述给煤机中的丰度；再结合所述给煤机的流量和流速，进一步修正入炉煤信息，从而确定实时进入燃煤锅炉的煤料的煤质。

2.根据权利要求1所述的煤质在线监测系统，其特征在于：

其中，所述入炉煤识别装置还包括至少一个安装在所述给煤机内、输煤带下方区域处的底部射频识别天线。

3.根据权利要求1所述的煤质在线监测系统，其特征在于：

其中，所述输煤带投标机包括：多个球形射频标签；至少一个标签仓，每个所述标签仓用于容纳多个所述球形射频标签，并且内设有至少两条标签料道，每条所述标签料道的宽度可容下一个标签自由滑落；送标机构，包括：设置在所述标签仓的底部出口处、通过水平移动实现标签出仓及料道更换的送标插板，和驱动所述送标插板进行移动的送标驱动器；标签滑道，位于所述送标插板下方，上部入口与所述标签仓的出口相对应，中部向下倾斜，底部弯折回平且投标口朝向输煤带，所述标签滑道的中部设有操作区，在操作区的滑道壁上设有写标窗口、读标窗口和插口部，所述插口部与所述写标窗口和读标窗口处于不同侧；送标检测器，安装在所述标签滑道的顶部，用于检测是否有所述球形射频标签进入所述标签滑道；写标器，设置在所述写标窗口外侧，对准所述写标窗口，依据入场煤标准煤质检测结果，将对应的煤质信息写入位于所述写标窗口处的球形射频标签；读标器，设置在所述读标窗口外侧，对准所述读标窗口，对位于所述读标窗口处的球形射频标签进行信息读取；投标机构，包括：与所述插口部相对应、并能够进入和移出所述标签滑道内部的投标插板，和驱动该投标插板进行往复移动的投标驱动器，所述投标插板通过往复移动使所述球形射频标签进入写标位置、读标位置和单个标签的投标位置；回收机构，包括：位于标签滑道底部下侧壁回收口下方、用于回收错标、重复标以及漏标的回收插板，和驱动该回收插板进行开合的回收驱动器；回收仓，设置在所述回收机构下方，回收球形射频标签；以及控制器，与所述标签仓、所述送标机构、所述送标检测器、所述写标器、所述读标器、所述投标机构、所述回收机构均通信相连，并控制它们的运行。

4.根据权利要求3所述的煤质在线监测系统，其特征在于：

其中，所述控制器在所述写标器将信息写入所述球形射频标签后，控制所述投标机构运行使该球形射频标签进入读标位置，然后控制所述读标器读取信息，再判断写入的信息与读取的信息是否一致，并在判断为否的情况下控制所述回收机构运行使写读信息不一致的所述球形射频标签进入所述回收仓；

所述控制器在控制所述送标机构打开所述标签仓的出口后，获取所述送标检测器的检测情况，并在检测为有所述球形射频标签进入所述标签滑道的情况下，控制所述送标机构关闭所述标签仓的出口；否则进一步判断是否为最后一个所述标签料道，若是，则表明标签仓为空，提示更换标签仓，若否，则控制所述送标机构运行使下一个所述标签料道打开。

5.根据权利要求4所述的煤质在线监测系统，其特征在于，还包括：

标签仓更换机构，与所述控制器通信相连，将空的所述标签仓从所述送标机构上方工作位移离，并将非空的所述标签仓移送至工作位。

6.根据权利要求3所述的煤质在线监测系统，其特征在于：

其中，所述投标插板包括相互平行设置的上挡板、中挡板和下挡板，所述上挡板和所述下挡板位于同一侧，所述中挡板位于对向侧；

所述投标驱动器驱动所述上挡板、所述中挡板和所述下挡板同步移动，当所述上挡板和所述下挡板进入所述标签滑道内部时，所述中挡板移出；当所述上挡板和所述下挡板移出时，所述中挡板处于所述标签滑道内部。

7. 根据权利要求3所述的煤质在线监测系统，其特征在于，还包括：

计数部，与所述控制器和所述送标检测器通信相连，基于所述标签仓容量和所述送标检测器检测到的送标数量，计算所述标签仓内所述球形射频标签的剩余数量；和

提示部，与所述控制器通信相连，用于发出提示信息；

其中，在所述控制器判断为是最后一个所述标签料道的情况下，发出更换标签仓的提示信息；所述控制器在检测为没有所述球形射频标签进入所述标签滑道的情况下，进一步基于当前剩余数量判断当前标签料道是否为空，若否，则控制所述提示部发出标签阻塞提示，若是，则控制所述送标机构运行使下一个所述标签料道打开。

8.一种基于射频识别的入炉煤识别装置，其特征在于，包括：

侧面射频识别天线，安装在给煤机的侧面观察窗外侧，识别位于给煤机煤料中射频标签记录的煤质信息；所述侧面射频识别天线包括：与所述侧面观察窗相匹配的侧面主体，设置在所述侧面主体的一端、与所述侧面观察窗固定相连的侧面铰链，和设置在所述侧面主体的另一端、使所述侧面主体绕侧面铰链转动成贴近或者远离所述侧面观察窗的侧面提手；所述侧面主体的外圈为磁铁，通过磁力吸附固定在所述侧面观察窗上；所述侧面主体内设有射频组件，用于识别煤质信息；

端面射频识别天线，安装在给煤机的端面观察窗外侧，识别位于给煤机煤料中射频标签记录的煤质信息；所述端面射频识别天线包括：与所述端面观察窗相匹配的端面主体，设置在所述端面主体的一端、与所述端面观察窗固定相连的端面铰链，和设置在所述端面主体的另一端、使所述端面主体绕端面铰链转动成贴近或者远离所述端面观察窗的端面提手；所述端面主体的外圈为磁铁，通过磁力吸附固定在所述端面观察窗上；所述端面主体内设有射频组件，用于识别煤质信息；以及

顶部射频识别天线，安装在给煤机内、顶部加强筋的后方区域处，位于煤料的正上方，识别位于给煤机煤料中射频标签记录的煤质信息；所述顶部射频识别天线包括：截面呈弧形、与所述给煤机顶部相匹配的顶部主体，和设置在所述顶部主体两端的两个顶部提手；所述顶部主体的中心区域设有射频组件，用于识别煤质信息；所述顶部主体的两侧区域设有磁铁，通过磁力吸附固定在所述给煤机顶部。

9.根据权利要求8所述的基于射频识别的入炉煤识别装置，其特征在于，还包括：

至少一个底部射频识别天线，安装在所述给煤机内、输煤带下方区域处。

10.根据权利要求9所述的基于射频识别的入炉煤识别装置，其特征在于：

其中，所述侧面主体和所述端面主体的截面均呈圆形，并且所述侧面主体和所述端面主体的外圈均为环形磁铁，

安装在所述侧面射频识别天线和所述端面射频识别天线中的所述射频组件均为圆形射频组件，该圆形射频组件与所述观察窗的透明视窗区域相对应；

安装在所述顶部射频识别天线中的所述射频组件为弧形；

所述底部射频识别天线为多个，并且贴近所述输煤带布设。

说明书

技术领域

本发明属于智慧电厂领域，具体涉及一种基于射频识别的入炉煤识别装置及煤质在线监测系统。

背景技术

我国火电机组常常需要在煤质甚至煤种的频繁大幅变化下实现连续运行。一方面是电站锅炉设计煤种受储量和煤矿市场化运作的影响，无法保障电厂全生命周期的稳定供应，另一方面是由于煤价市场化但电价相对固定的条件下，火电利润被大幅压缩，改烧低质煤或混配煤已成为大多数电厂的必然选择。这就对电站锅炉燃烧优化提出了挑战，实际上针对不同煤种及多煤种混烧的燃烧优化策略已初步建立，然而入炉煤识别对燃煤电厂燃烧优化造成巨大阻碍。尽管现有煤质在线检测已能实现分钟级的快速检测，但仍无法用于实时运行控制解决煤质波动带来的燃烧和协调控制难题，主要原因有以下两个方面：

(1)难以直接测量入炉煤质。一方面在线煤质检测装置价格昂贵，对配备5至6台磨煤机的主流大功率燃煤机组来说，进行入炉煤质的在线直接测量，需为每台磨煤机配置一台在线检测设备，投入成本过高；另一方面现有典型电站设计的磨煤机的入口和出口没有预留相应的空间和配置方案来安置取样和在线检测设备，因此现有的煤质在线检测装置都是安装在上煤皮带上，而其在线检测的煤质需进过大量传送皮带、犁煤器、原料仓储等环节，往往在原煤仓中的停留时间就长达6个小时，这使得在线检测到的煤质与实际入炉煤相去甚远，无法直接用于在线的实际运行控制，仅能供运行人员在一定范围内参考。

(2)利用上煤煤质在线数据估算入炉煤质存在较大不确定性。在难以直接测量入炉煤质的前提下，利用上煤煤质及其相关传送带、犁煤器、原煤仓料位等估算入炉煤质理论上具有一定的可行性，但实际存在较大不确定性。尤其是当煤料经过原煤仓时，一方面原煤仓料位的测量难度较大，以点测量为主的料位测量装置输出常常因料仓内料位顶截面的坍塌、堆高、振打等原因存在较大不确定性，而较大的料仓截面使实际入炉煤质变化的测量时间精度偏离数分钟，超出实时运行控制所需的精度要求，另一方面是对煤种煤进入同一原煤仓时，其流动、混合等非常复杂，不同煤种的流动性差异较大，很难进行有效地预测。

综上，虽然目前已经涌现了各类型的煤质在线检测装置，但入炉煤的精准识别仍然是绝大多数的燃煤电厂目前亟待解决的关键性难题。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种基于射频识别的入炉煤识别装置及煤质在线监测系统，可以精准识别和监测入炉煤的煤质。

本发明为了实现上述目的，采用了以下方案：

<系统>

本发明提供一种煤质在线监测系统，其特征在于，包括：

输煤带投标机，依据入场煤标准煤质检测结果，在斗轮机从煤堆取煤时将对应的煤质信息写入球形射频标签中，并在斗轮机输煤带处进行球形射频标签的投放；

入炉煤识别装置，识别位于给煤机煤料中的各个球形射频标签记录的煤质信息，包括：多个侧面射频识别天线、多个端面射频识别天线和多个顶部射频识别天线；侧面射频识别天线与给煤机的侧面观察窗一一对应，安装在该侧面观察窗的外侧，识别位于给煤机煤料中射频标签记录的煤质信息；侧面射频识别天线包括：截面呈圆形、与侧面观察窗相匹配的侧面主体，设置在侧面主体的一端、与侧面观察窗固定相连的侧面铰链，和设置在侧面主体的另一端、使侧面主体绕侧面铰链转动成贴近或者远离侧面观察窗的侧面提手；侧面主体的外圈为环形磁铁，通过磁力吸附固定在侧面观察窗上；侧面主体内设有射频组件，用于识别煤质信息；端面射频识别天线与给煤机的端面观察窗一一对应，安装在该端面观察窗的外侧，识别位于给煤机煤料中射频标签记录的煤质信息；端面射频识别天线包括：截面呈圆形、与端面观察窗相匹配的端面主体，设置在端面主体的一端、与端面观察窗固定相连的端面铰链，和设置在端面主体的另一端、使端面主体绕端面铰链转动成贴近或者远离端面观察窗的端面提手；端面主体的外圈为环形磁铁，通过磁力吸附固定在端面观察窗上；端面主体内设有射频组件，用于识别煤质信息；顶部射频识别天线安装在给煤机内、顶部加强筋的后方区域处，位于煤料的正上方，识别位于给煤机煤料中射频标签记录的煤质信息；顶部射频识别天线包括：截面呈弧形、与给煤机顶部相匹配的顶部主体，和设置在顶部主体两端的两个顶部提手；顶部主体的中心区域设有射频组件，用于识别煤质信息；顶部主体的两侧区域设有磁铁，通过磁力吸附固定在给煤机顶部；以及

入炉煤质确定装置，与入炉煤识别装置通信相连，依据该入炉煤识别装置识别到的给煤机中的球形射频标签的煤质信息以及球形射频标签的数量、密集度，判断出对应煤种在给煤机中的丰度；再结合给煤机的流量和流速，进一步修正入炉煤信息，从而确定实时进入燃煤锅炉的煤料的煤质。

以上方案的有益效果为：

采用输煤带投标机依据入场煤标准煤质检测结果，在斗轮机从煤堆取煤时将对应的煤质信息写入射频标签，并在输煤带处进行标签投放，特定的标签伴随对应煤质的煤料进过输煤带、犁煤器及原煤仓进入给煤机，这样可以免去设置多个在线煤质检测装置，可实现多个输煤带甚至燃煤机组共用一套煤质检测装置，无需另外配套在线检测装置，大大地节约了设备采购及后期维护的成本；给煤机位于磨煤机的前部，煤料出磨煤机后就会进入燃煤锅炉进行燃烧，因此给煤机处的煤质信息与入炉煤非常接近，提高了入炉煤识别的精度和准度；在给煤机处通过特别设计的射频天线多角度、多位置地对射频标签进行识别，可有效减少漏识别、错识别等现象的发生，从而进一步保障入炉煤煤质信息的识别；入炉煤质确定装置依据给煤机处识别到的标签的煤质信息以及标签的数量、密集度，就能够判断出对应煤种在给煤机中的丰度；最后结合给煤机流量和流速，可更加精准的识别入炉煤质。

优选地，在本发明所涉及的煤质在线监测系统中，还可以具有这样的特征：入炉煤识别装置还包括至少一个安装在给煤机内、输煤带下方区域处的底部射频识别天线。通过安装底部射频识别天线可以从输煤带下方对煤料中的射频标签进行识别，更进一步保障入炉煤煤质信息识别的准确性和可靠性。

优选地，在本发明所涉及的煤质在线监测系统中，还可以具有这样的特征：底部射频识别天线尽量贴近上方输煤带布设，这样可以减少识别距离，增强识别效果。进一步地，底部射频识别天线最好是设置在给煤机的侧面观察窗所在的检修盖处，位于输煤带下方，一方面有利于通过观察窗观察检测天线状态，另一方面也减少设置难度，方便维护。

优选地，在本发明所涉及的煤质在线监测系统中，还可以具有这样的特征：输煤带投标机包括：多个球形射频标签；至少一个标签仓，每个标签仓用于容纳多个球形射频标签，并且内设有至少两条标签料道，每条标签料道的宽度可容下一个标签自由滑落；送标机构，包括：设置在标签仓的底部出口处、通过水平移动实现标签出仓及料道更换的送标插板，和驱动送标插板进行移动的送标驱动器；标签滑道，位于送标插板下方，上部入口与标签仓的出口相对应，中部向下倾斜，底部弯折回平且投标口朝向输煤带，标签滑道的中部设有操作区，在操作区的滑道壁上设有写标窗口、读标窗口和插口部，插口部与写标窗口和读标窗口处于不同侧；送标检测器，安装在标签滑道的顶部，用于检测是否有球形射频标签进入标签滑道；写标器，设置在写标窗口外侧，对准写标窗口，依据入场煤标准煤质检测结果，将对应的煤质信息写入位于写标窗口处的球形射频标签；读标器，设置在读标窗口外侧，对准读标窗口，对位于读标窗口处的球形射频标签进行信息读取；投标机构，包括：与插口部相对应、并能够进入和移出标签滑道内部的投标插板，和驱动该投标插板进行往复移动的投标驱动器，投标插板通过往复移动使球形射频标签进入写标位置、读标位置和单个标签的投标位置；回收机构，包括：位于标签滑道底部下侧壁回收口下方、用于回收错标、重复标以及漏标的回收插板，和驱动该回收插板进行开合的回收驱动器；回收仓，设置在回收机构下方，回收球形射频标签；以及控制器，与标签仓、送标机构、送标检测器、写标器、读标器、投标机构、回收机构均通信相连，并控制它们的运行。

上述优选特征的有益效果是：标签仓和标签一体化，更换标签仓时采取整体更换的方式，取下空标签仓后装上装满标签的标签仓，这样一方面使得整个标签仓为闭口装置，从而减少运行环境中灰尘、粉尘以及雨水对投标机的影响，另一方面也减少更换标签仓的步骤，提高更换效率，方便操作人员操作且确保安全；标签在重力作用下始终紧贴送标插板，通过送标插板的开合进入标签滑道，配合球形的标签形状一次送标插板开合(水平移动)实现单个标签的出仓，这样不仅简化了下料结构减少冗余机构，减少了送标插板的控制复杂程度，也降低了对其的精度要求，符合输煤带恶劣条件连续运行的要求，并且还可以有效控制投标的数量，避免多标共投、在标签滑道造成阻塞；同样利用标签自身重量，标签滑道将标签引向需要投标的输煤带，这样设置下投标机的主体部分就位于快速移动的输煤带的外部，远离输煤带煤料输送中心区域，方面检修维护同时也减少颗粒冲击或粉尘沾污；送标检测器不仅可以判断是否有球形射频标签出仓，还可以通过送标插板的开合情况，在料道标签清空时作出送标插板需更换料道或需更换料仓的判断，实现投标的自动化控制；写标器将煤质信息及相关参数写入球形射频标签，实现对当前输煤带上煤质信息的标记，读标器可实时读取从写标区滑出的球形射频标签被写入的煤质及相关参数信息，通过比对确定写标的正确性，配合回收插板实现错标、重复标以及漏标的控制；同样利用球形射频标签重力，在倾斜滑道上自行下移，通过投标插板的往复移动实现标签进入写标、读标区以及单个标签的投标，简单的机械结构有利于长时间连续运行，通过对投标驱动器的控制可实现投标速率及投标间隔的有效控制；回收插板可将错标、重复标以及漏标等收入回收仓，一方面可以避免问题标签进入输煤带，为煤质信息采集造成困难，另一方面也便于标签的品质控制以及重复利用，降低成本；回收仓可以独立拆卸，除回收问题标签外，还可在标签阻塞等特殊情况下清空滑道内的标签，同时也可以配合人工巡检抽样，对投标机工作状态进行检验。

优选地，在本发明所涉及的煤质在线监测系统中，还可以具有这样的特征：控制器在写标器将信息写入球形射频标签后，控制投标机构运行使该球形射频标签进入读标位置，然后控制读标器读取信息，再判断写入的信息与读取的信息是否一致，并在判断为否的情况下控制回收机构运行使写读信息不一致的球形射频标签进入回收仓；控制器在控制送标机构打开标签仓的出口后，获取送标检测器的检测情况，并在检测为有球形射频标签进入标签滑道的情况下，控制送标机构关闭标签仓的出口；否则进一步判断是否为最后一个标签料道，若是，则表明标签仓为空，提示更换标签仓，若否，则控制送标机构运行使下一个标签料道打开。

优选地，在本发明所涉及的煤质在线监测系统中，还可以包括：标签仓更换机构，与控制器通信相连，将空的标签仓从送标机构上方工作位移离，并将非空的标签仓移送至工作位。

优选地，在本发明所涉及的煤质在线监测系统中，还可以具有这样的特征：投标插板包括相互平行设置的上挡板、中挡板和下挡板，上挡板和下挡板位于同一侧，中挡板位于对向侧；投标驱动器驱动上挡板、中挡板和下挡板同步移动，当上挡板和下挡板进入标签滑道内部时，中挡板移出；当上挡板和下挡板移出时，中挡板处于标签滑道内部。

该优选特征的有益效果是：上下两块挡板位于一侧而中挡板位于另一侧，当中挡板进入滑道时，上下两块挡板移出，位于中挡板下方的球形射频标签滑出送标插板区，完成投标；相应的，当中挡板移出滑道时，位于其上方的球形射频标签在重力的作用下下移，而此时下挡板移入滑道，恰好挡住球形射频标签，使得送标插板区存留两个球形射频标签，以完成写标和读标。

优选地，在本发明所涉及的煤质在线监测系统中，还可以具有这样的特征：标签滑道的顶部为与标签仓相配合的漏斗状，中部为倾斜直管；标签仓的外壳采用透明材质，标签仓料道为平行多列单道；送标插板的移动工位数量与标签料道数量相对应，控制器控制送标驱动器驱动送标插板从一个标签料道工位移动至下一个，以切换料道。透明的外壳材质可以清晰地反应料仓中标签的数量，对投标机而平行多列单道的料道在保障标签装载数量的前提下可以最大程度上的减少整体装置的空间需求，这对标签仓的设置安装以及多台标签仓的协同设置提供了保障。

优选地，在本发明所涉及的煤质在线监测系统中，还可以包括：计数部，与控制器和送标检测器通信相连，基于标签仓容量和送标检测器检测到的送标数量，计算标签仓内球形射频标签的剩余数量；和提示部，与控制部通信相连，用于发出提示信息；其中，在控制部判断为是最后一个标签料道的情况下，发出更换标签仓的提示信息；控制器在检测为没有球形射频标签进入标签滑道的情况下，进一步基于当前剩余数量判断当前标签料道是否为空，若否，则控制提示部发出标签阻塞提示，若是，则控制送标机构运行使下一个标签料道打开；通过此，实现对标签阻塞等投标错误进行判断。

<装置>

进一步，本发明还提供一种基于射频识别的入炉煤识别装置，其特征在于，包括：

侧面射频识别天线，安装在给煤机的侧面观察窗外侧，识别位于给煤机煤料中射频标签记录的煤质信息；侧面射频识别天线包括：截面呈圆形、与侧面观察窗相匹配的侧面主体，设置在侧面主体的一端、与侧面观察窗固定相连的侧面铰链，和设置在侧面主体的另一端、使侧面主体绕侧面铰链转动成贴近或者远离侧面观察窗的侧面提手；侧面主体的外圈为环形磁铁，通过磁力吸附固定在侧面观察窗上；侧面主体内设有射频组件，用于识别煤质信息；

端面射频识别天线，安装在给煤机的端面观察窗外侧，识别位于给煤机煤料中射频标签记录的煤质信息；端面射频识别天线包括：截面呈圆形、与端面观察窗相匹配的端面主体，设置在端面主体的一端、与端面观察窗固定相连的端面铰链，和设置在端面主体的另一端、使端面主体绕端面铰链转动成贴近或者远离端面观察窗的端面提手；端面主体的外圈为环形磁铁，通过磁力吸附固定在端面观察窗上；端面主体内设有射频组件，用于识别煤质信息；以及

顶部射频识别天线，安装在给煤机内、顶部加强筋的后方区域处，位于煤料的正上方，识别位于给煤机煤料中射频标签记录的煤质信息；顶部射频识别天线包括：截面呈弧形、与给煤机顶部相匹配的顶部主体，和设置在顶部主体两端的两个顶部提手；顶部主体的中心区域设有射频组件，用于识别煤质信息；顶部主体的两侧区域设有磁铁，通过磁力吸附固定在给煤机顶部。

上述方案的有益效果是：给煤机处环境较为恶劣，实际运行过程中大量煤粉将充斥给煤机内部，无法完成针对在线检测的制样操作，常规的基于图像及光、电信号的识别很难实现，然而射频天线捕捉射频标签信号几乎不受粉尘及煤层厚度的影响，可以长时间高效连续稳定输出煤质信息；现有给煤机都设有侧面及端面观察窗，为人工观察给煤机运行状态及煤料情况提供便利，其窗口为玻璃材质，在观察窗外架设的侧面射频天线和端面射频天线都不会受到煤料的污染和冲击，保障了使用寿命；给煤机顶部一般为弧形，内部设有加强筋来维持正压条件下的壳体强度，而加强筋后方区域受加强筋阻隔，不易受煤料冲击，设置于此处的顶部射频天线尽管可能受到一定的污染，其使用寿命也大大增强，并且此处的天线恰好位于煤料的正上方，非常有利于射频标签的识别。进一步，端面和侧面射频天线底部均为铰链，与观察窗固连，顶部为提手，可将观察窗扳下从而方便观察窗的观察。

优选地，在本发明所涉及的基于射频识别的入炉煤识别装置中，还可以具有这样的特征：安装在侧面射频识别天线和端面射频识别天线中的射频组件均为圆形射频组件，该圆形射频组件与观察窗的透明视窗区域相对应；安装在顶部射频识别天线中的射频组件为弧形。

优选地，在本发明所涉及的基于射频识别的入炉煤识别装置中，还可以具有这样的特征：入炉煤识别装置还包括至少一个安装在给煤机内、输煤带下方区域处的底部射频识别天线。通过安装底部射频识别天线可以从输煤带下方对煤料中的射频标签进行识别，更进一步保障入炉煤煤质信息识别的准确性和可靠性。

优选地，在本发明所涉及的基于射频识别的入炉煤识别装置中，还可以具有这样的特征：在磁铁与射频组件之间和磁铁外部都设有屏蔽壳，一方面实现各组件的集成，另一方面也减少磁铁磁性对射频组件的影响，屏蔽壳也可以将射频天线的检测范围限制在给煤机内，有效隔绝给煤机外的射频标签对给煤机处射频标签的干扰。

优选地，在本发明所涉及的基于射频识别的入炉煤识别装置中，还可以具有这样的特征：底部射频识别天线尽量贴近上方输煤带布设，这样可以减少识别距离，增强识别效果。进一步地，底部射频识别天线最好是设置在给煤机的侧面观察窗所在的检修盖处，位于输煤带下方，一方面有利于通过观察窗观察检测天线状态，另一方面也减少设置难度，方便维护。

附图说明

图1是本发明实施例涉及的煤质在线监测系统的结构示意图；

图2是本发明实施例涉及的输煤带投标机的结构示意图；

图3是本发明实施例涉及的基于射频识别的入炉煤识别装置的安装位置示意图；

图4是本发明实施例涉及的基于射频识别的入炉煤识别装置的结构示意图；

图5是本发明实施例涉及的侧面射频识别天线的结构示意图；

图6是本发明实施例涉及的顶部射频识别天线的结构示意图；

图7是本发明实施例涉及的煤质在线监测系统的工作流程图。

具体实施方式

下参照附图对本发明所涉及的基于射频识别的入炉煤识别装置及煤质在线监测系统作详细阐述。

<实施例>

如图1所示，煤质在线监测系统1000包括输煤带投标机100、入炉煤识别装置200和入炉煤质确定装置。

输煤带投标机100依据入场煤标准煤质检测结果，在斗轮机从煤堆取煤时将对应的煤质信息写入射频标签中，并在斗轮机输煤带处进行射频标签的投放。

输煤带投标机100包括多个球形射频标签11、标签仓12、送标机构13、标签滑道14、送标检测器15、写标器16、读标器17、投标机构18、回收机构19、回收仓20、提示部以及控制器。

标签仓12用于容纳所有待投放的球形射频标签11，本实施例中标签仓12为平行多列单道，扁长条形，内设有三条标签料道，每条标签料道的宽度恰好可以容下一个标签自由滑落。标签仓12的外壳采用透明材质。

送标机构13包括送标插板13a和送标驱动器13b，送标插板13a设置在标签仓12的底部出口处、通过水平移动实现标签出仓及料道更换，送标驱动器13b驱动送标插板13a进行移动。本实施例中，送标驱动器13b为步进电机。

标签滑道14位于送标插板13a的下方，上部入口与标签仓12的出口相对应，中部向下倾斜，底部弯折回平且投标口朝向输煤带。标签滑道14的顶部为与料仓配合的漏斗状，入口与标签仓12的出口相对应；中部为呈30～60°倾斜的倾斜直管，并且设有操作区，在操作区的滑道壁上设有写标窗口14a、读标窗口14b和插口部，写标窗口14a和读标窗口14b设置在标签滑道14的同一侧(例如图2中设置在左侧)，插口部设置在其它侧(例如图1中设置在上下侧)。本实施例中，标签滑道14采用不锈钢材料，写、读窗口均采用防水、耐温、抗腐蚀的玻璃。

送标检测器15安装在标签滑道14的顶部，用于检测是否有球形射频标签11进入标签滑道14。本实施例中，采用光电传感器作为送标检测器15。

写标器16设置在写标窗口14a外侧，对准写标窗口14a，将煤质信息及相关参数信息写入位于写标窗口14a处的球形射频标签11。

读标器17设置在读标窗口14b外侧，对准读标窗口14b，对位于读标窗口14b处的球形射频标签11进行信息读取。

投标机构18包括投标插板181和投标驱动器182。投标插板181与插口部相对应，并能够进入和移出标签滑道14内部。投标驱动器182用于驱动该投标插板181进行往复移动，本实施例中，投标驱动器182为步进电机。投标驱动器182驱动投标插板181进行往复移动，从而使得球形射频标签11进入写标位置、读标位置和单个标签的投标位置。

具体地，如图2所示，投标插板181包括相互平行设置的上挡板181a、中挡板181b和下挡板181c。上挡板181a和下挡板181c位于同一侧，中挡板181b位于对向侧。当中挡板181b进入滑道时，上下两块挡板移出，位于中挡板181b下方的球形射频标签11滑出标签滑道14，完成投标；相应的，当中挡板181b移出滑道时，位于其上方的球形射频标签11在重力的作用下下移，而此时下挡板181c移入滑道，恰好挡住球形射频标签11，使得标签滑道14的操作区内存留两个球形射频标签11，以完成写标和读标。

回收机构19包括回收插板19a和回收驱动器19b。回收插板19a位于标签滑道14底部下侧壁回收口下方、用于回收错标、重复标以及漏标。回收驱动器19b用于驱动该回收插板19a进行开合。

回收仓20设置在回收机构19下方，回收掉落的球形射频标签11。本实施例中，回收仓20为可拆卸结构，除回收问题标签外，还可在标签阻塞等特殊情况下清空滑道内的标签，同时也可以配合人工巡检抽样，对投标机工作状态进行检验。

控制器与标签仓12、送标机构13、送标检测器15、写标器16、读标器17、投标机构18、回收机构19均通信相连，并控制它们的运行。具体地，控制器在写标器16将信息写入球形射频标签11后，控制投标机构18运行使该球形射频标签11进入读标位置，然后控制读标器17读取信息，再判断写入的信息与读取的信息是否一致，并在判断为否的情况下控制回收机构19运行使写读信息不一致的球形射频标签11进入回收仓20。并且，控制器在控制送标机构13打开标签仓12的出口后，获取送标检测器15的检测情况，并在检测为有球形射频标签11进入标签滑道14的情况下，控制送标机构13关闭标签仓12的出口；否则进一步判断是否为最后一个标签料道，若是，则提示更换料仓，若否，则控制送标机构13运行使下一个标签料道打开。

提示部与控制部通信相连，在控制部判断为是最后一个标签料道的情况下，发出更换料仓的提示信息。

以上是本实施例所提供的输煤带投标机100的具体结构，基于上述结构输煤带投标机100的工作过程为：

S1.控制器控制送标驱动器13b驱动送标插板13a打开标签仓12出口，使得一个标签料道中的一个球形射频标签11进入标签滑道14，进入S2。

S2.送标检测器15检测是否有球形射频标签11进入标签滑道14，若判断结果为是，进入S3，否则进入S4。

S3.控制器控制送标驱动器13b驱动送标插板13a关闭标签仓12出口，并且控制回收驱动器19b驱动回收插板19a关闭回收口，进入S7。

S4.则控制器进一步判断当前标签料道是否为最后一个料道，若判断结果为是，进入S5，否则进入S6；

S5.控制器控制提示部发出更换料仓的提示；

S6.控制器将送标插板13a的工位设置为下一个标签料道开口处，然后返回S1。

S7.控制器控制写标器16写入煤质信息及相关参数信息，进入S8。

S8.控制器控制投标驱动器182驱动投标插板181移动一次，使得中挡板181b移出滑道，上挡板181a和下挡板181c移入滑道，球形射频标签11在重力作用下下移进入读标位置，下挡板181c恰好挡住球形射频标签11，进入S9。

S9.控制器控制读标器17读取球形射频标签11被写入的信息，进入S10。

S10.控制器判断写入的信息与读取的信息是否一致，若判断结果为是，进入S11，否则进入S12。

S11.控制器控制投标驱动器182驱动投标插板181回移，使得中挡板181b移入滑道，上挡板181a和下挡板181c移出滑道，球形射频标签11在重力作用下通过投标口进入输煤带。

S12.控制器控制回收驱动器19b驱动回收插板19a打开回收口，使写读信息不一致的球形射频标签11进入回收仓20。

入炉煤识别装置200用于识别位于给煤机煤料中的各个球形射频标签11记录的煤质信息。如图3和4所示，入炉煤识别装置200包括多个侧面射频识别天线210、多个端面射频识别天线220、多个顶部射频识别天线230和多个底部射频识别天线240。

侧面射频识别天线210与给煤机的侧面观察窗W1一一对应，安装在该侧面观察窗W1的外侧，识别位于给煤机煤料中球形射频标签11记录的煤质信息。

如图5所示，侧面射频识别天线210包括侧面主体211、侧面铰链212和侧面提手213。侧面主体211的截面呈圆形、与侧面观察窗W1的透明视窗的形状和大小相匹配。侧面主体211的外圈为环形磁铁211a，通过磁力吸附固定在侧面观察窗W1上；侧面主体211内设有圆形的射频组件211b，用于识别煤质信息；磁铁211a与射频组件211b之间设有金属屏蔽壳；磁铁211a的外部也都设有屏蔽壳。侧面铰链212设置在侧面主体211的下端，将侧面主体211与侧面观察窗W1可转动地相连。侧面提手213设置在侧面主体211的上端，通过操作侧面提手213可以使侧面主体211绕侧面铰链212向上转动成贴近侧面观察窗W1，从而通过磁力将侧面射频识别天线210吸附固定在一起；通过操作侧面提手213也可以使侧面主体211绕侧面铰链212向下转动离开侧面观察窗W1，从而克服磁力扳下侧面射频识别天线210，方便操作员通过观察窗观察给煤机内情况。

端面射频识别天线220与给煤机的端面观察窗W2一一对应，安装在该端面观察窗W2的外侧，识别位于给煤机煤料中球形射频标签11记录的煤质信息。本实施例中，端面射频识别天线220的具体结构与侧面射频识别天线210一样，这里不再赘述。

顶部射频识别天线230安装在给煤机内、顶部加强筋R的后方区域处，并且位于煤料的正上方，用于识别位于给煤机煤料中球形射频标签11记录的煤质信息。

如图6所示，顶部射频识别天线230包括顶部主体231和两个顶部提手232。顶部主体231的截面呈弧形，与给煤机顶部相匹配。顶部主体231的中心区域设有弧形的射频组件231a，射频组件231a位于顶部主体231下侧，朝向煤料，用于识别煤质信息；顶部主体231的两侧区域上侧各设有一节磁铁231b，通过磁力吸附将顶部射频识别天线230固定在给煤机顶部；顶部主体231的表面设有金属屏蔽壳，且下部开口，让射频组件231a能够识别煤料中球形射频标签11记录的煤质信息。两个顶部提手232设置在顶部主体231的两端，在需要检测或者更换顶部射频识别天线230的情况下，通过下拉顶部提手232可以使顶部射频识别天线230克服磁力而向下运动离开给煤机顶部。

底部射频识别天线240安装在给煤机内、输煤带下方区域处，尽量贴合输煤带设置。底部射频识别天线240的结构与顶部射频识别天线230类似，但形状为平板状，包括底部主体和两个底部提手。底部主体与输煤带相匹配。底部主体的中心区域设有射频组件，射频组件位于底部主体上侧，朝向煤料，用于识别煤质信息；底部主体的两侧区域上侧各设有一节磁铁，通过磁力吸附将底部射频识别天线固定在输煤带下方；底部主体的表面设有金属屏蔽壳，且上部开口，让射频组件能够识别煤料中球形射频标签11记录的煤质信息。两个底部提手设置在底部主体的两端，在需要检测或者更换底部射频识别天线的情况下，通过下拉底部提手可以使底部射频识别天线克服磁力而离开固定位置。

入炉煤质确定装置与入炉煤识别装置200通信相连，依据入炉煤识别装置200识别到的球形射频标签11中的煤质信息以及球形射频标签11的数量、密集度，判断出对应煤种在给煤机中的丰度；再结合给煤机的流量和流速，通过对不同煤质从给煤机至入炉段数据库的建立和比对，进一步修正入炉煤信息，从而确定实时进入燃煤锅炉的煤料的煤质。

以上是本实施例所提供的煤质在线监测系统1000的具体结构，基于上述结构煤质在线监测系统1000的工作过程为：

如图1至7所示，采用输煤带投标100依据入场煤标准煤质检测结果，在斗轮机从煤堆取煤时将对应的煤质信息写入球形射频标签11，并在输煤带处进行球形射频标签11投放。

然后，球形射频标签11伴随对应煤质的煤料进过输煤带、犁煤器及原煤仓进入给煤机。

接着，入炉煤识别装置200对进入给煤机煤料内的各个球形射频标签11记录的煤质信息进行识别。

再由入炉煤质确定装置依据入炉煤识别装置200识别到的球形射频标签11中的煤质信息以及球形射频标签11的数量、密集度，判断出对应煤种在给煤机中的丰度；再结合给煤机的流量和流速，进一步修正入炉煤信息，从而确定实时进入燃煤锅炉的煤料的煤质。

例如，中速磨煤机的煤种主要是贫瘦煤及烟煤、全水分≤19％的部分褐煤等，因其初期投资费用小，磨煤电耗低，运行稳定的优点，目前国内外大型火力发电工程对制粉系统选型时，将中速磨煤机作为制粉系统磨煤机配套首选方案。然而其对煤种适应性较差，不适应灰分高、含石子煤量大的煤种。以某电厂350WM亚临界机组采用的上海重型机器厂生产的HP863中速磨煤机为例，相同条件下其针对灰分为4.6％的某烟煤最大出力达44t/h，而针对灰分为17.22％的某褐煤最大出力仅有30t/h。以相同输送带带速输运的两种煤，标签以相同投标时间间隔，给煤机处识别的烟煤/褐煤标签数量比由3:7提升至5:5并稳定，此时给煤机出力为10t/h，依据该两种煤种给煤机至入炉煤数据库，可以得出入炉煤将在5min后出现显著的烟煤比例提升，而在7.5min后入炉煤烟煤/褐煤比例趋于稳定。

以上仅仅是对本发明技术方案所做的举例说明。本发明所涉及的基于射频识别的入炉煤识别装置及煤质在线监测系统并不仅仅限定于在以上中所描述的结构，而是以权利要求所限定的范围为准。本发明所属领域技术人员在该的基础上所做的任何修改或补充或等效替换，都在本发明的权利要求所要求保护的范围内。

基于射频识别的入炉煤识别装置及煤质在线监测系统专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。