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锅炉是火电厂重要的燃烧设备，其燃烧状况直接影响着整个机组运行的安全性和经济性，为此，需采用有效的设备检测燃料的燃烧状况。火焰检测器是锅炉炉膛安全监控系统的重要组成部分，其功能是实时监测火焰的燃烧状态。如何提高火焰检测的准确率是当前迫切需要解决的问题。目前国内外电厂使用的多为光电式火焰检测器，其原理是分析火焰燃烧时辐射光的强度或闪烁频率。但实际运行情况表明，这种火焰检测器的准确率并不理想，有时会发生误判。因此需要寻找一种更为有效的信号处理方法，用以准确地判定火焰的不同燃烧状态。本文首先应用混沌理论，对在电厂采集的51组不同火焰燃烧状态实测信号进行了分析，证明了锅炉炉膛火焰信号系统属于混沌系统。因此采用混沌理论中的相空间重构方法对火焰信号进行了处理和分析，获得了其相空间图和关联维数。结果表明，稳定燃烧状态的相空间重构图比不稳定燃烧状态的相空间重构图宽胖，而且，稳定燃烧状态的关联维数比不稳定燃烧状态的关联维数大。因此，相空间重构方法可以非常准确的辨别出锅炉炉膛火焰的不同燃烧状态，为火焰的燃烧诊断提出了一个新的依据。以PIC单片机作为微处理器，设计了基于相空间重构的火焰检测器的硬件系统，采用一体化结构，将火检探头和信号处理单元集成一体，符合国际同类先进产品的流行趋势。实现了火焰信号的采集、处理、输出显示、参数整定等功能。并结合硬件系统，进行了相应软件系统的设计。实验证明，与传统火焰识别方法相比，本文所提出的火焰识别方法能有效的提高火焰识别的正确率，达到了预期的设计目的。