[實用新型]用于工業生產過程的紅外溫場在線監測系統

無效

• 申請號: 200920244513.1
• 申請日: 2009-12-30
• 公開（公告）號: CN201589662U
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 王宏民
• 申請（專利權）人: 哈爾濱萬瑞光電儀器有限公司
• 主分類號: G01J5/02
• 分類號: G01J5/02;G01J5/08;G08C19/00
• 代理公司: 哈爾濱市哈科專利事務所有限責任公司 23101
• 代理人: 崔東輝

(一)技術領域

本實用新型涉及紅外技術，具體說就是一種用于工業生產過程的紅外溫場在線監測系統。

(二)背景技術

采用紅外探測技術實現溫場數據采集，將會為工業生產過程提供非常有價值的設備、裝置或者是加工物的運行狀態表述方法。通過有效地溫場數據，為分析和探明在線裝置的內在運行品質和缺陷甄別。以往的單一定點溫度測量以及非在線溫度檢測方法，都將會不能提供有紅外探測技術所獲得的豐富的溫場數據。而采用溫場-時基數據庫技術，將二維熱場數據與時標基準相關聯，形成時基-溫場數據庫。這不僅僅完成了對環境和目標物的溫場采集與分析技術實現，更重要的是可以建立單點或多點的溫度時標函數，為設備的運行姿態分析提供了任何其他工具所不具備的分析手段和方法。

(三)發明內容

本實用新型的目的在于提供一種采用自校正與反饋矯正技術、實現溫場數據在線校準、實現寬范圍熱輻射信號可視化的用于工業生產過程的紅外溫場在線監測系統。

本實用新型的目的是這樣實現的：它是由紅外光學鏡頭、非制冷紅外探測器、信號處理模塊、系統控制模塊、圖像輸出設備、網絡接口模塊、存儲模塊、以太網和圖像分析系統組成的，紅外光學鏡頭連接非制冷紅外探測器，非制冷紅外探測器連接信號處理模塊，信號處理模塊連接系統控制模塊，系統控制模塊分別連接圖像輸出設備、網絡接口模塊和存儲模塊，網絡接口模塊連接以太網，以太網連接圖像分析系統。

本實用新型一種用于工業生產過程的紅外溫場在線監測系統，是紅外熱輻射探測技術在工業生產過程中目標物溫場數據的在線監測的應用。采用自校正與反饋矯正技術，實現溫場數據在線校準；解決寬范圍熱輻射信號的可視化問題；創建溫場-時間關系數據庫，提出并研究溫場數據的時基分析系統。解決產品質量監測、設備故障診斷、安全與能耗監測等問題。

(1)本實用新型在鋼鐵生產中的應用

隨著鋼鐵生產工藝的不斷優化及設備自動化程度的不斷提高，應用于鋼鐵生產中的紅外測溫技術可精確監控各階段的溫度，以滿足鋼材在制備過程中各生產工藝的要求。可應用的生產過程包括：

①高爐熱風爐拱頂溫度在線監測

熱風爐為高爐提供高溫穩定的熱風，為安全操作，需監測熱風爐拱頂溫度。目前，我國熱風爐拱頂溫度測量大多采用熱電偶。由于熱電偶的使用環境(高溫，高壓)和結構的限制，在溫度波動大、振動及安裝方式等諸多因素的影響下，造成熱電偶壽命短、測量準確度不穩定、維護困難等缺點。而采用紅外探測技術實現非接觸在線熱風爐拱頂溫度測量具有極好的性能。它避免了熱電偶測溫的不足，而且溫度響應速度快，運行穩定、可靠，可有效降低成本。

②高爐料面的溫度測量

煉鐵高爐內原料分布均勻是現代大型高爐冶煉順行的必要條件，而爐頂料面的分布狀況可由料面溫度分布來體現。日本某高爐將熱像儀安裝在頂部的爐殼石英玻璃窗口以測定料面溫度，并根據圖像處理結果由計算機控制給料設備，調整料流量，使爐料分布合理，達到給定的分布要求，從而有效降低了焦比，提高生鐵產量和質量、延長高爐爐齡、對節能降耗起到了重要作用。

③連鑄坯表面的溫度測量

連鑄坯表面溫度是研究二冷傳熱過程的一個重要參數，二冷制度合理與否直接影響鑄機產量和鑄坯質量，如何優化二冷制度，實現二次冷卻的動態控制有著重要意義。二冷區的高溫、水、霧及鑄坯表面的水膜、氧化鐵皮等因素的影響，造成對鑄坯表面溫度進行準確測量的難度大，同時，由于移動的被測目標不能有良好的熱接觸，因此采用紅外溫場監測技術進行溫度監測，以在盡量減少環境干擾引起測量誤差的情況下，可實現連鑄坯表面溫度的比較準確測量。

④鋼坯加熱與軋制過程的溫度測量也是采用紅外溫場監測技術的重要工業生產過程。

(2)本實用新型在石化工工業的應用

幾乎所有的石油化工過程都是在一定的溫度和壓力下進行的，因此，在石油化工生產中，溫度是反應各種過程是否正常進行的主要參數之一，溫度的檢測對于保證裝置的安全可靠運行具有較重要的作用。紅外溫場探測技術在石油化工生產裝置的狀態檢測和故障診斷工作中具有廣泛的應用范圍。主要體現在以下幾個方面：

①高溫設備襯里缺陷檢測

②管道和容器內物料流動準狀態監測

③外保溫設備的保溫狀態監測

④電器儀表的故障監測

(3)本實用新型在其他領域中的應用