[实用新型]用于工业生产过程的红外温场在线监测系统

说明书

(一)技术领域

本实用新型涉及红外技术，具体说就是一种用于工业生产过程的红外温场在线监测系统。

(二)背景技术

采用红外探测技术实现温场数据采集，将会为工业生产过程提供非常有价值的设备、装置或者是加工物的运行状态表述方法。通过有效地温场数据，为分析和探明在线装置的内在运行品质和缺陷甄别。以往的单一定点温度测量以及非在线温度检测方法，都将会不能提供有红外探测技术所获得的丰富的温场数据。而采用温场-时基数据库技术，将二维热场数据与时标基准相关联，形成时基-温场数据库。这不仅仅完成了对环境和目标物的温场采集与分析技术实现，更重要的是可以建立单点或多点的温度时标函数，为设备的运行姿态分析提供了任何其他工具所不具备的分析手段和方法。

(三)发明内容

本实用新型的目的在于提供一种采用自校正与反馈矫正技术、实现温场数据在线校准、实现宽范围热辐射信号可视化的用于工业生产过程的红外温场在线监测系统。

本实用新型的目的是这样实现的：它是由红外光学镜头、非制冷红外探测器、信号处理模块、系统控制模块、图像输出设备、网络接口模块、存储模块、以太网和图像分析系统组成的，红外光学镜头连接非制冷红外探测器，非制冷红外探测器连接信号处理模块，信号处理模块连接系统控制模块，系统控制模块分别连接图像输出设备、网络接口模块和存储模块，网络接口模块连接以太网，以太网连接图像分析系统。

本实用新型一种用于工业生产过程的红外温场在线监测系统，是红外热辐射探测技术在工业生产过程中目标物温场数据的在线监测的应用。采用自校正与反馈矫正技术，实现温场数据在线校准；解决宽范围热辐射信号的可视化问题；创建温场-时间关系数据库，提出并研究温场数据的时基分析系统。解决产品质量监测、设备故障诊断、安全与能耗监测等问题。

(1)本实用新型在钢铁生产中的应用

随着钢铁生产工艺的不断优化及设备自动化程度的不断提高，应用于钢铁生产中的红外测温技术可精确监控各阶段的温度，以满足钢材在制备过程中各生产工艺的要求。可应用的生产过程包括：

①高炉热风炉拱顶温度在线监测

热风炉为高炉提供高温稳定的热风，为安全操作，需监测热风炉拱顶温度。目前，我国热风炉拱顶温度测量大多采用热电偶。由于热电偶的使用环境(高温，高压)和结构的限制，在温度波动大、振动及安装方式等诸多因素的影响下，造成热电偶寿命短、测量准确度不稳定、维护困难等缺点。而采用红外探测技术实现非接触在线热风炉拱顶温度测量具有极好的性能。它避免了热电偶测温的不足，而且温度响应速度快，运行稳定、可靠，可有效降低成本。

②高炉料面的温度测量

炼铁高炉内原料分布均匀是现代大型高炉冶炼顺行的必要条件，而炉顶料面的分布状况可由料面温度分布来体现。日本某高炉将热像仪安装在顶部的炉壳石英玻璃窗口以测定料面温度，并根据图像处理结果由计算机控制给料设备，调整料流量，使炉料分布合理，达到给定的分布要求，从而有效降低了焦比，提高生铁产量和质量、延长高炉炉龄、对节能降耗起到了重要作用。

③连铸坯表面的温度测量

连铸坯表面温度是研究二冷传热过程的一个重要参数，二冷制度合理与否直接影响铸机产量和铸坯质量，如何优化二冷制度，实现二次冷却的动态控制有着重要意义。二冷区的高温、水、雾及铸坯表面的水膜、氧化铁皮等因素的影响，造成对铸坯表面温度进行准确测量的难度大，同时，由于移动的被测目标不能有良好的热接触，因此采用红外温场监测技术进行温度监测，以在尽量减少环境干扰引起测量误差的情况下，可实现连铸坯表面温度的比较准确测量。

④钢坯加热与轧制过程的温度测量也是采用红外温场监测技术的重要工业生产过程。

(2)本实用新型在石化工工业的应用

几乎所有的石油化工过程都是在一定的温度和压力下进行的，因此，在石油化工生产中，温度是反应各种过程是否正常进行的主要参数之一，温度的检测对于保证装置的安全可靠运行具有较重要的作用。红外温场探测技术在石油化工生产装置的状态检测和故障诊断工作中具有广泛的应用范围。主要体现在以下几个方面：

①高温设备衬里缺陷检测

②管道和容器内物料流动准状态监测

③外保温设备的保温状态监测

④电器仪表的故障监测

(3)本实用新型在其他领域中的应用