CN102146489A - 带有可调式分光镜的高炉风口观察装置 - Google Patents
带有可调式分光镜的高炉风口观察装置 Download PDFInfo
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Abstract
带有可调式分光镜的高炉风口观察装置,包括:具有近端和远端的筒形连接套,近端与目标物的窥视孔相匹配;设置在筒形连接套一侧的摄像仪,以及设置在筒形连接套内的分光镜。筒形连接套的纵向轴线倾斜穿过分光镜,使得一部分光线能够穿过分光镜直接到达远端而形成第一光路,并使光线的其余部分能够被分光镜反射以进入摄像仪而形成第二光路。这种观察装置不但能够利用摄像仪远程观察目标物的内部状况,还能够通过肉眼现场直接观察。另外,这种观察装置非常紧凑,从而节约了宝贵的操作空间。此外,操作人员可以直接站在水平安装的观察装置的正前方进行肉眼观察,避免了从侧面进行观察的不便或者引入额外反光镜等不利之处。
Description
技术领域
本发明涉及一种观察装置,用于观察具有窥视孔的目标物例如高炉的内部状况。
背景技术
目前,高炉基本上还是一个“黑箱”,唯有从风口窥视孔可以直接观察高炉内部的情况,观测到风口工作状况以及炉温趋势。高炉操作人员非常关注高炉风口回旋区的工作状态,并将其作为判断和控制高炉运行状况的重要依据之一。过去完成这项工作,是靠人工风眼镜来完成的。操作人员通过风眼镜根据风口的亮度判断煤粉在风口回旋区的燃烧状况,从风口“窥视”煤粉的输送情况,这种方法不连续,个体经验差异较大,判断的准确程度较低。
国内外已经开发和研制了风口摄像机并在高炉上得到了应用。但是,由于风口摄像机占用了窥视孔的位置,人员无法在现场观察风口,影响风口巡查和煤粉喷枪调整等操作。
另外,在本申请人同时提交的名称为“带有侧视分光器的高炉风口观察装置”的中国实用新型专利申请中,提出了一种包括侧视分光器与摄像仪的观察装置,在此以参见的方式引入其全部内容。在这种观察装置中,通过设置侧视分光器,既可以现场观察也可以同时远程观察高炉内部情况。但是在这种观察装置中,肉眼观察口在侧面而摄像仪在正面(相对于整个观察装置的纵向轴线而言),从而整个装置不够紧凑并且肉眼观察也稍有不便。另外,在这个实用新型专利申请中,也没有提出对分光器或分光镜片的角度进行调节以方便在更大范围内观察高炉内部情况。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种观察装置,其不但能够利用摄像仪远程观察具有窥视孔的目标物的内部状况,还能通过肉眼现场直接观察。
本发明的另一个目的是提供一种紧凑的观察装置,其能够例如节约操作空间。
本发明的又一个目的是提供一种观察装置,其能够非常方便地在更大范围内观察目标物的内部状况。
根据本发明的观察装置可以用于观察具有窥视孔的目标物的内部状况。所述观察装置包括:筒形连接套,沿其纵向轴线具有近端和远端,所述近端构造成与目标物的窥视孔相匹配;摄像仪,设置在筒形连接套内并位于筒形连接套的近端和远端之间,筒形连接套的纵向轴线不穿过摄像仪,以及分光镜,设置在筒形连接套内,筒形连接套的纵向轴线倾斜穿过分光镜,使得来自筒形连接套的近端的光线的一部分能够穿过分光镜直接到达筒形连接套的远端而形成第一光路,并使来自筒形连接套的近端的光线的其余部分能够被分光镜反射以进入摄像仪而形成第二光路。通过这种观察装置,不但能够利用摄像仪远程观察目标物的内部状况,还能够通过肉眼现场直接观察。另外,在这种结构中,由于摄像仪设置在筒形连接套一侧而不是沿筒形连接套的纵向轴线设置在远端,因此整个观察装置的纵向延伸长度可以缩小,使整个观察装置更加紧凑,从而节约了宝贵的操作空间。此外,在这种结构中,操作人员可以直接站在例如水平安装的筒形连接套的正前方进行肉眼观察,避免了从侧面进行观察的不便或者引入额外反光镜等不利之处。
该观察装置还可以包括安装在筒形连接套内的分光镜支架,分光镜设置在分光镜支架上并能够随分光镜支架一起相对于筒形连接套左右和/或上下转动。优选分光镜支架在其一侧的中央位置设有枢转点并通过该枢转点连接于筒形连接套。在这种结构中,由于分光镜可以左右和/或上下转动,因此可以调节进入摄像仪的光线范围,从而能够非常方便地在更大范围内观察目标物的内部状况。
另外,观察装置还可以包括:具有第一端和第二端的第一调节销,第一调节销的第一端与分光镜支架的一个纵向端连接,第一调节销的第二端从筒形连接套的侧壁伸出,通过操纵第一调节销的第二端来调节第一调节销的第二端相对于筒形连接套的侧壁的伸出量,能够使分光镜支架围绕枢转点进行相应的上下转动;以及具有第一端和第二端的第二调节销,第二调节销的第一端与分光镜支架的另一侧连接,第二调节销的第二端从筒形连接套的侧壁伸出,通过操纵第二调节销的第二端来调节第二调节销的第二端相对于筒形连接套的侧壁的伸出量,能够使分光镜支架围绕枢转点进行相应的左右转动。这样,就可以使用第一调节销和/或第二调节销来非常方便地调整分光镜的相应转动。
另外,优选在该观察装置中:第一调节销的销体设有螺纹,与筒形连接套的侧壁上的螺纹孔接合,第一调节销的第一端构造成能够相对于分光镜支架的所述纵向端自由转动,使得当转动第一调节销时,能够带动分光镜支架绕所述枢转点上下转动;以及第二调节销的销体设有螺纹,与筒形连接套的侧壁上的螺纹孔接合,第二调节销的第一端构造成能够相对于分光镜支架的所述另一侧自由转动,使得当转动第二调节销时,能够带动分光镜支架绕所述枢转点左右转动。螺纹调节销的使用可以更加精确地调节分光镜的转动。
另外,优选在该观察装置中:分光镜支架的所述另一侧固定有横向伸出的凸片,第二调节销的第一端构造成与凸片的末端相连并能够相对于凸片自由转动。横向凸片的使用使调节更加方便。
另外,该观察装置还可以包括设置在筒形连接套的远端内的目镜。目镜使观察装置的密封性更好,且使观察更加方便。
另外,观察装置还可以包括监视器和/或计算机,与摄像仪连接,用于接收和/或处理来自摄像仪的图像信号并显示相应的图像。这样,操作人员可以通过监视器和/或计算机同时观看到所有风口的实时动态图像,从而降低了巡检的劳动强度,大大提高了工作效率。
上述目标物可以为任何工业窑炉例如高炉,窥视孔为高炉的风口窥视孔,并且筒形连接套的近端能够围绕风口窥视孔安装在高炉上。这样,操作人员就可以直接观察高炉风口回旋区的燃烧状况和煤粉的输送情况等。
本发明的另一方面涉及一种工业窑炉例如高炉,其安装有上述观察装置。
附图说明
图1是根据本发明的用于观察具有窥视孔的目标物的内部状况的观察装置的剖视图。
具体实施方式
下面以通过高炉风口窥视孔来观察高炉内部状况为例,说明本发明的观察装置的结构和操作原理。但是应当理解,本发明不应局限于高炉应用,而是可以用于观察任何具有窥视孔的基本封闭目标物(例如各种工业窑炉)的内部状况。
参见图1,本发明的观察装置包括筒形连接套8,筒形连接套8的横截面形状优选为圆形,但也可以为矩形等任何合适形状。筒形连接套8沿其纵向轴线(图中所示水平点划线)具有近端(图示左端)和远端(图示右端)。所述近端邻近高炉安装,构造成与高炉的风口窥视孔相匹配,即围绕风口窥视孔帽2安装。风口窥视孔镜片1将风口窥视孔封闭。所述远端内可以设置目镜7以封闭观察装置并便于观察。筒形连接套8还具有围绕其纵向轴线的侧壁(或侧面),所述侧壁形成筒形连接套8的主体部分。
摄像仪9设置在筒形连接套8的一侧(图示为下侧)内并位于筒形连接套8的近端和远端之间。也就是说,筒形连接套8的纵向轴线不穿过摄像仪9。虽然图中所示摄像仪9的纵向轴线与筒形连接套8的纵向轴线相互垂直,但是本领域技术人员通过下面的描述可以理解,二者也可以以任何合适角度斜交。
分光镜4设置在筒形连接套8内,筒形连接套8的纵向轴线倾斜穿过分光镜4,优选穿过分光镜4的中央部分(中心),使得来自筒形连接套8的近端的光线的一部分能够穿过分光镜4直接到达筒形连接套8的远端(内的目镜7)而形成第一光路(图示水平方向),并使来自筒形连接套8的近端的光线的其余部分能够被分光镜4反射以进入摄像仪9而形成第二光路(图示竖直方向)。
图示的观察装置相对于高炉水平安装,这样,操作人员可以站在观察装置的正前方通过目镜7来直接现场观察高炉内部状况,而摄像仪9设置在筒形连接套8的下侧从而减小了观察装置整体的水平(纵向)长度。这种结构在节约宝贵的操作空间方面尤其有利。
另外,摄像仪9还可以与远处相关站点(例如值班机房)内的监视器和/或计算机(未示出)相连。监视器和/或计算机用于接收和/或处理来自摄像仪9的图像信号并显示相应的图像。这样,相关人员就可以远程观察风口图像,从而可以使风口图像在更大的范围内发挥作用。由于摄像仪9与监视器和/或计算机属于本领域常规设备,为了简洁起见,在此不再详细描述其具体结构和功能。
分光镜支架3安装在筒形连接套内,分光镜4设置在分光镜支架3上并能够随分光镜支架3一起相对于筒形连接套8左右和/或上下转动。分光镜支架3在其一侧的中央位置或其它合适位置设有枢转点(由于图1为剖视图,该枢转点已被剖去,故图中不可见)并通过该枢转点连接于筒形连接套8。该枢转点例如可以是设置在分光镜支架3上的由耐磨材料制成的球体,该球体可任意转动地与筒形连接套8中的相应部分(例如与筒形连接套8一体形成的球体接合部分)接合。
第一调节销5具有第一端和第二端,第一调节销5的第一端与分光镜支架3的一个纵向端(图示为上端)连接,第一调节销5的第二端从筒形连接套8的侧壁(图示为上侧)伸出,通过操纵第一调节销5的第二端来调节第一调节销5的第二端相对于筒形连接套8的侧壁的伸出量,能够使分光镜支架3围绕枢转点进行相应的上下转动。
第二调节销6具有第一端和第二端,第二调节销6的第一端与分光镜支架3的另一侧(优选是与设有枢转点的一侧相对的另一侧)连接,第二调节销6的第二端从筒形连接套8的侧壁(图示为后侧)伸出,通过操纵第二调节销6的第二端来调节第二调节销6的第二端相对于筒形连接套8的侧壁的伸出量,能够使分光镜支架3围绕枢转点进行相应的左右转动。
第一调节销5的销体可以设有螺纹,与筒形连接套8的侧壁上的螺纹孔接合,第一调节销5的第一端构造成能够相对于分光镜支架3的所述纵向端自由转动,使得当转动第一调节销5时,能够带动分光镜支架3绕所述枢转点上下转动。由于分光镜支架3只能绕所述枢转点自由转动,如果第一调节销5的第一端不能相对于分光镜支架3的所述纵向端自由转动,则当试图转动第一调节销5时,将无法实现第一调节销5的转动从而无法实现其退出或伸进筒形连接套8的侧壁。当然,第一调节销5的第一端也可以不可转动地固定于分光镜支架3的所述纵向端,这时销体则无需设置螺纹,通过推进或拉出第一调节销5也可以进行相应的调节。显然,螺纹销的调节会比无螺纹销的调节更加可控和精确。
第二调节销6的销体也可以设有螺纹,与筒形连接套8的侧壁上的螺纹孔(未示出)接合,第二调节销6的第一端也构造成能够相对于分光镜支架3的所述另一侧自由转动,使得当转动第二调节销6时,能够带动分光镜支架3绕所述枢转点左右转动。同样,由于分光镜支架3只能绕所述枢转点自由转动,如果第二调节销6的第一端不能相对于分光镜支架3的所述另一侧自由转动,则当试图转动第二调节销6时,仍然将无法实现第二调节销6的转动从而无法实现其退出或伸进筒形连接套8的侧壁。同样,第二调节销6的第一端也可以不可转动地固定于分光镜支架3的所述另一侧,这时销体则无需设置螺纹,通过推进或拉出第二调节销6也可以进行相应的调节。显然,螺纹销的调节会比无螺纹销的调节更加可控和精确。
分光镜支架3的所述另一侧可以固定有横向伸出的凸片10,第二调节销6的第一端构造成与凸片10的末端相连并能够相对于凸片10自由转动。横向凸片10的作用类似于杠杆,其加大了第二调节销6作用于分光镜支架3的力矩,使调节更加省力和方便。
安装有本发明的观察装置的高炉具有如下优点:
1.利用这种观察装置,操作人员不但能够通过监视器和/或计算机同时观看到所有风口的实时动态图像,还能够在现场直接观看风口内的状况,这不但降低了巡检的劳动强度,而且大大提高了工作效率,对于风口和喷煤异常情况等能够不失时机的及时处理。
2.由于摄像仪设置在筒形连接套一侧而不是沿筒形连接套的纵向轴线设置在远端,因此整个观察装置的纵向延伸长度可以缩小,使整个观察装置更加紧凑,从而节约了宝贵的操作空间。
3.操作人员可以直接站在例如水平安装的筒形连接套的正前方进行肉眼观察,避免了从侧面进行观察的不便或者引入额外反光镜等不利之处。
4.通过调节分光镜的左右和/或上下转动,可以方便和精确地调节进入摄像仪的光线范围,从而能够非常方便地在更大范围内观察目标物的内部状况。
本领域技术人员可以理解,上述具体实施方式只是用于说明和帮助理解本发明,并非用于限制本发明的保护范围。例如,分光镜的调节机构只是本发明的一个优选方面。再例如,分光镜支架3可以是圆筒形或其它任意合适形状。
Claims (10)
1.一种观察装置,用于观察具有窥视孔的目标物的内部状况,所述观察装置包括:
筒形连接套,沿其纵向轴线具有近端和远端,所述近端构造成与目标物的窥视孔相匹配;
摄像仪,设置在筒形连接套内并位于筒形连接套的近端和远端之间,筒形连接套的纵向轴线不穿过摄像仪,以及
分光镜,设置在筒形连接套内,筒形连接套的纵向轴线倾斜穿过分光镜,使得来自筒形连接套的近端的光线的一部分能够穿过分光镜直接到达筒形连接套的远端而形成第一光路,并使来自筒形连接套的近端的光线的其余部分能够被分光镜反射以进入摄像仪而形成第二光路。
2.权利要求1的观察装置,还包括:
安装在筒形连接套内的分光镜支架,分光镜设置在分光镜支架上并能够随分光镜支架一起相对于筒形连接套左右和/或上下转动。
3.权利要求2的观察装置,其中:
分光镜支架在其一侧的中央位置设有枢转点并通过该枢转点连接于筒形连接套。
4.权利要求3的观察装置,还包括:
具有第一端和第二端的第一调节销,第一调节销的第一端与分光镜支架的一个纵向端连接,第一调节销的第二端从筒形连接套的侧壁伸出,通过操纵第一调节销的第二端来调节第一调节销的第二端相对于筒形连接套的侧壁的伸出量,能够使分光镜支架围绕枢转点进行相应的上下转动;以及
具有第一端和第二端的第二调节销,第二调节销的第一端与分光镜支架的另一侧连接,第二调节销的第二端从筒形连接套的侧壁伸出,通过操纵第二调节销的第二端来调节第二调节销的第二端相对于筒形连接套的侧壁的伸出量,能够使分光镜支架围绕枢转点进行相应的左右转动。
5.权利要求4的观察装置,其中:
第一调节销的销体设有螺纹,与筒形连接套的侧壁上的螺纹孔接合,第一调节销的第一端构造成能够相对于分光镜支架的所述纵向端自由转动,使得当转动第一调节销时,能够带动分光镜支架围绕所述枢转点上下转动;以及
第二调节销的销体设有螺纹,与筒形连接套的侧壁上的螺纹孔接合,第二调节销的第一端构造成能够相对于分光镜支架的所述另一侧自由转动,使得当转动第二调节销时,能够带动分光镜支架围绕所述枢转点左右转动。
6.权利要求5的观察装置,其中:
分光镜支架的所述另一侧固定有横向伸出的凸片,第二调节销的第一端构造成与凸片的末端相连并能够相对于凸片自由转动。
7.权利要求1的观察装置,还包括:
设置在筒形连接套的远端内的目镜。
8.权利要求1的观察装置,还包括:
监视器和/或计算机,与摄像仪连接,用于接收和/或处理来自摄像仪的图像信号并显示相应的图像。
9.权利要求1-8之一的观察装置,其中:目标物为高炉,窥视孔为高炉的风口窥视孔,并且筒形连接套的近端能够围绕风口窥视孔安装在高炉上。
10.一种高炉,安装有权利要求9所述的观察装置。
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