CN103557965B - 水泥回转窑温度测定及其温度场在线检测方法、装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水泥回转窑内温度测定方法及其温度场在线检测方法、装置。水泥回转窑内温度测定方法包括：离线标定部分考虑水泥回转窑内气固两相辐射特性，建立气相各组分气固吸收系数修正系数与温度映射关系表；在线检测部分通过检验单色辐射强度和气相组分摩尔容积份额，在离线标定部分获得的映射关系表中选择一组气固吸收系数修正系数，使得计算的理论单色辐射强度与检测的实际单色辐射强度最为接近，则认为其所对应的温度为待测温度。还公开了一种应用所述温度测定方法的水泥回转窑温度场在线检测方法及装置。本发明测量结果准确，能对水泥回转窑内温度场做全局解析，避免烧成带物料超温和燃烧工况恶化，减少因温度过高造成的热力型NO_x排放。

Description

水泥回转窑温度测定及其温度场在线检测方法、装置

技术领域

本发明属于水泥回转窑温度控制领域，更具体地，涉及一种水泥回转窑温度测定及其温度场在线检测方法、装置。

背景技术

水泥回转窑中的温度场分布对于回转窑的燃烧效率及热力型NOx的污染物排放具有极为重要的意义。在保证水泥熟料质量的前提下，基于温度场可控的燃烧调整技术一直是制约国内外水泥行业发展的关键技术。

在中国实用新型专利说明书CN95216824中公布了一种水泥回转窑连续测温的方法。该方法主要采用接触式的高温热电偶，测量回转窑内某一位置点的温度。在中国实用新型专利说明书CN201945392U中公布了一种水泥回转窑无线接收热电偶的方法。该方法采用无线接收器连接热电偶，实时显示回转窑内某一位置的温度。

在这两种水泥回转窑测温装置中，由于没有考虑到水泥回转窑工艺的特殊性，即回转窑内气固介质中存在高Ca基固相和高CO₂气相，利用其总辐射特性计算温度，造成了回转窑温度场测量精确度低。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种水泥回转窑温度测定方法及温度场在线检测方法及装置，其目的在于实时精确测量炉内火焰温度场，由此解决现有水泥回转窑内火焰温度的在线场测量方法无法精确测量炉内高Ca基固相和高CO₂气相温度的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种水泥回转窑内温度测定方法，包括离线标定和在线检测两部分，其中，

离线标定部分包括以下步骤：

(a1)在标定用水泥回转窑中，采集Ca基弥散介质在可见光区域的辐射强度，依据该辐射强度计算固相Ca基弥散介质的吸收系数，用于计算红外区域的固相Ca基弥散介质单色辐射强度；

(a2)保持标定用水泥回转窑中的压强恒定，改变窑内温度，在每一温度T下，检测水泥回转窑内的n种气相组分摩尔容积份额C₁～C_n，同时采用n种单色红外光检验，得到气固两相单色红外辐射强度；

(a3)从气固两相单色红外辐射强度中，去除固相Ca基弥散介质单色红外辐射强度，得到气相红外单色辐射强度，根据普朗克辐射定律计算气相红外单色平均吸收系数κ_aλ；

(a4)将步骤(a2)采集到的各气相组分摩尔容积份额C₁～C_n和步骤(a3)计算得到的气相红外单色平均吸收系数κ_aλ，代入方程式

κ_aλ＝(α₁C₁+α₂C₂+…+α_nC_n)T

其中α₁～α_n为气相各组分气固吸收系数修正系数，从而构建得到以各组分气固吸收系数修正系数为变量的方程组；

(a5)求解方程组，计算气固吸收系数修正系数，构建气固吸收系数修正系数与窑内温度间的映射关系表；

在线检测部分包括以下步骤：

(b1)检测待测水泥回转窑内单色红外光辐射强度I；

(b2)检测待测水泥回转窑内各气体组分摩尔容积份额；

(b3)在所述气固吸收系数修正系数与窑内温度间的映射关系表中，选择一组气固吸收系数修正系数，根据步骤(a1)中得到的Ca基弥散介质吸收系数和步骤(b2)中得到的个气体组份摩尔容积份额，计算水泥回转窑内该单色红外光理论辐射强度I′，使得I′与I最为接近；

(b4)根据步骤(b3)中选择的气固吸收系数修正系数，在离线标定得到的气固吸收系数修正系数与温度映射关系表中查询，确定水泥回转窑温度。

优选地，所述的温度测定方法，其步骤(a3)中气相红外单色平均吸收系数κ_aλ的计算公式为：

${\mathrm{\κ}}_{a\mathrm{\λ}}=\frac{-1}{L}\ln \[1-\frac{{\mathrm{\πI}}_{\mathrm{\λ}g}\left(\exp \right(c_2/\left({\mathrm{\λT}}_g\right))-1)}{c_1{\mathrm{\λ}}^{-5}}\]$

其中：c₁＝3.741832×10⁸W·μm⁴/m²，为第一辐射常数；c₂＝1.4388×10⁴μm·K，为第二辐射常数；L为检测火焰与CCD探测器之间的距离；λ为检验波长；I_λg为气体红外辐射强度，为红外CCD火焰探测器接受到单色辐射强度I_λ扣除Ca基弥散介质在红外辐射部分I_λs；T_g为水泥回转窑内气相温度。

优选地，所述的温度测定方法，其所述气相组分包括CO₂、H₂O、CO气体。

优选地，所述的温度测定方法，其所述水泥回转窑内气相温度通过双色法测定。

按照本发明的另一方面，提供了一种水泥回转窑温度场在线检测方法，包括以下步骤：

(c1)实时采集水泥回转窑CCD靶面图像；

(c2)实时检测水泥回转窑尾气中各种气相组分摩尔容积份额；

(c3)将步骤(c1)中采集的CCD靶面图像，转换为多光谱R、G、B单色灰度信号值，并根据标定方法获得图像内各像素点的辐射强度；

(c4)根据步骤(c2)获得的各种气相组分摩尔容积份额和步骤(3)获得的图像内各像素点的辐射强度，按照本发明提供的水泥回转窑内温度测定方法，测定水泥回转窑内CCD靶面内各点的温度值，得到温度场数据；

(c5)将(c4)中得到的温度场数据转换成可视化图像，如伪彩色云图。

按照本发明的另一方面，提供了一种水泥回转窑温度场在线检测装置，包括：CCD传感器1、气固组分检验装置2、处理器3和显示器4；其中：

CCD传感器1，设置在原有工业电视位置，通过电缆与处理器相连，用于采集CCD靶面图像信号并传递给处理器；

气固组分检验装置2，设置在水泥回转窑尾气释放处，通过电缆与处理器相连，用于检验水泥回转窑尾气内各成分的摩尔容积份额，并将采集的数据传递给处理器3；

处理器3，存储有R、G、B三色代表性波长下的标定系数和气固吸收系数修正系数与温度映射关系表，用于接收CCD传感器1采集的CCD靶面图像和气固组分检验装置2采集的各成分的摩尔容积份额，并将CCD靶面图像首先转换为多光谱R、G、B单色灰度信号，然后标定CCD靶面单色光辐射强度，按照本发明提供的温度场在线检测方法获得CCD靶面的温度场数据，并转换为可视化图像输出给显示器4；

显示器4，通过电缆与处理器3连接，显示可视化图像。

优选地，所述温度场在线检测装置，其所述CCD传感器1包括高温镜头、传像光路或者传像光纤、彩色CCD、彩色图像处理器件、工业控制计算机，在水泥回转窑光辐射的光路上依次设置高温镜头、传像光路或者传像光纤以及彩色CCD，彩色CCD与图像处理器件电连接，工业控制计算机与彩色图像处理器件电连接，设置在原有工业电视位置，用于采集CCD靶面图像信号传递给处理器3。

优选地，所述温度场在线检测装置，其所述彩色CCD为可见光CCD或红外CCD。

优选地，所述温度场在线检测装置，其所述CCD传感器的快门曝光速度根据水泥回转窑功率自动调整，使得辐射图像灰度值始终处于CCD传感器响应灵敏区。

优选地，所述温度场在线检测装置，其度测量范围为800℃-2500℃，测量区域为水泥回转窑内60米至70米，在线刷新周期小于3秒。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，由于应用了解耦重建方法，对于回转窑内气固介质中高Ca基固相和高CO₂气相的辐射特性和温度进行模拟，对水泥回转窑内气固两相辐射特性进行修正，取得下列有益效果：

(1)由于考虑到了高Ca基固相和高CO₂气相的辐射特性，对水泥回转窑内气固两相的特殊环境中的各组分，通过模拟建立精确的各组气固吸收系数修正系数的映射关系，采用标定的方法，能更精确的获得水泥回转窑内某一点的温度，温度测量相对误差小于1％。

(2)按照本发明提供的水泥回转窑温度场在线检测方法，由于对水泥回转窑内每一点的温度能精确测定，因此能获得准确的回转窑内CCD靶面准确的温度场数据，对温度场进行全局解析和测量。

(3)按照本发明的温度在线检测装置具有回转窑内温度场全局解析和测量的优点。将其作为回转窑测温系统时，回转窑的燃烧调整更具备针对性，几乎不会出现烧成带物料超温和燃烧工况恶化现象，减少因温度过高造成的热力型NO_x排放。因此，该装置对于提高水泥熟料的质量和燃烧过程的节能环保具有重要的意义和价值。

(4)本方法采用的设备简单，适用范围广，测量设备既可为红外CCD成像也可为可见CCD成像，对于现有的水泥回转窑可方便的安装。

附图说明

图1是水泥回转窑温度测定方法流程图；

图2是水泥回转窑温度场在线检测方法流程图；

图3是水泥回转窑温度场在线检测装置示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1为CCD传感器，2为气固组分检验装置，3为处理器，4为显示器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明提供的水泥回转窑温度测定方法，包括离线标定和在线检测两部分。

其中离线标定部分包括以下步骤：

(a1)计算固相Ca基弥散介质的吸收系数。

在标定用水泥回转窑中，检测不同Ca基弥散介质在可见光光谱范围内的辐射强度，利用固相Ca基弥散介质在可见光区域的辐射强度检测结果，根据灰体假设理论计算固相Ca基弥散介质的吸收系数。所述固相Ca基弥散介质的吸收系数，用于计算红外区域的固相Ca基弥散介质单色辐射强度。

(a2)在窑内的每一温度T下，检测水泥回转窑内各气相组分摩尔容积份额C₁～C_n以及气固两相单色红外辐射强度。

保持标定用水泥回转窑中的压强恒定，改变窑内温度，在每一温度T下，检测水泥回转窑内的n种气相组分摩尔容积份额C₁～C_n。同时采用n中单色红外光检验，得到气固两相单色红外辐射强度。

(a3)计算气相红外单色平均吸收系数κ_aλ。

气相红外单色平均吸收系数κ_aλ，为气固两相单色红外辐射强度，去除固相Ca基弥散介质单色红外辐射强度得到气相红外单色辐射强度，根据普朗克辐射定律计算，公式为：

${\mathrm{\κ}}_{a\mathrm{\λ}}=\frac{-1}{L}\ln \[1-\frac{{\mathrm{\πI}}_{\mathrm{\λ}g}(\exp (c_2/({\mathrm{\λT}}_g\left)\right)-1)}{c_1{\mathrm{\λ}}^{-5}}\]$

其中：第一辐射常数c₁＝3.741832×10⁸W·μm⁴/m²；第二辐射常数c₂＝1.4388×10⁴μm·K；L为检测火焰与CCD探测器之间的距离；λ为检验波长；I_λg为气体红外辐射强度，可通过红外CCD火焰探测器接受到单色辐射强度I_λ去除固相Ca基弥散介质单色红外辐射强度I_λs得到，I_λs可通过步骤(1)中得到的Ca基弥散介质辐射特性根据普朗克辐射定律计算获得；T_g为水泥回转窑内气相温度，在火焰燃烧区域，由于火焰中固体Ca基弥散介质及气体的强烈热交换作用，在火焰局部可假设平衡，认为气相温度等于可见光范围内检测得到的火焰温度，而火焰温度可通过双色法测定。

(a4)在每一温度条件下，构建以气固各组分吸收系数修正系数为变量的方程组；

利用解耦重建方法，构建方程气相红外单色平均吸收系数与气固各组分吸收系数修正系数关系方程。解耦重建方法的思路是：可见光成像装置接收到的辐射温度图像是从两幅单色辐射强度图像的比值而来，它与窑内Ca基固相颗粒介质的辐射特性是弱相关性，与窑内火焰温度是强相关性，而CO₂、H₂O等气体单色辐射强度图像与气体辐射特性和炉内温度均是强相关性；对于气体燃烧系统的温度和吸收系数测量，可以从可见光辐射温度图像中重建火焰温度分布，在得到火焰温度之后从不同红外单色辐射强度图像中计算出气固在不同波长下单色平均吸收系数，进而得到各组分浓度分布。

建立气相红外单色平均吸收系数κ_aλ与其各气相组分气固吸收系数修正系数的关系方程：气相红外单色平均吸收系数κ_aλ，按照步骤(a3)计算，可表示为气相各组分吸收系数之和，其受到各气相组分的浓度与各气体组分气固吸收系数修正系数的影响，即：

κ_aλ＝(α₁C₁+α₂C₂+…+α_nC_n)T

其中，κ_aλ水泥回转窑内气相红外单色平均吸收系数，T为气固两相温度，可在实验室条件下精确测量，C₁～C_n为水泥回转窑内气相各组分的摩尔容积份额，α₁～α_n为气相各组分气固吸收系数修正系数，表征不同波长、不同温度对不同组分浓度分布的综合影响。

目前已知，碳氢燃料燃烧在红外区域有辐射贡献气相组分由3种，即CO₂、H₂O、CO气体。

将步骤(a2)采集到的各气相组分摩尔容积份额和步骤(a3)计算得到的气相红外单色平均吸收系数，代入气相吸收系数与其各气体组分气固吸收系数修正系数的关系方程，构建得到以各组分气固吸收系数修正系数为变量的方程组。

在压强一定的条件下，对于不同的温度条件，通过多种单色红外光检验，建立方程组求解气固各组分吸收系数修正系数，得到气固吸收系数修正系数与温度映射关系表。

在一定温度条件下：通过检验标定用水泥回转窑尾气，获得气体各组分摩尔容积份额，分别为C₁、C₂、…、C_n；对于n种气体组分，通过n种红外单色光检验气固两相总吸收系数，根据步骤(a3)中的气相吸收系数计算方法，得到对于各波长下的气相红外单色平均吸收系数。将所述气体各组分摩尔容积份额和对于n种波长的吸收系数带入到建立的气相红外单色平均吸收系数κ_aλ与其各气相组分气固吸收系数修正系数的关系方程中，得到n个关于各气体组分吸收系数修正系数的方程。

对于m个温度条件，重复上述步骤，获得mn个方程组成的mn元一次线性方程组。

(a5)求解方程组计算得到气固吸收系数修正系数，构建气固吸收系数修正系数与窑内温度间的映射关系表。

对于以各组分气固吸收系数修正系数为变量的mn元一次线性方程组采用例如矩阵初等变换的方法求解，获得每个温度条件下对应的气体各组分气固吸收系数修正系数，即气固吸收系数修正系数与温度映射关系表。

具体而言，对3种气体组分即CO₂、H₂O、CO气体，使用上述方法，获得3种气体的气固吸收系数修正系数与温度映射关系表，即完成离线标定。

其中在线检测部分包括以下步骤：

(b1)检测待测水泥回转窑内单色红外光辐射强度I：通过红外CCD采集待测水泥回转窑内某一点在特定波长下的红外辐射强度。

(b2)检验待测水泥回转窑内各气体组分摩尔浓度份额：通过设置在待测水泥回转窑尾气释放处的气固组分检验装置，检验水泥回转窑内气相各组分的摩尔容积，从而计算摩尔容积份额。由于在红外波段对辐射系数有贡献的主要是CO₂、H₂O和CO三种气体，因此可仅检验这三种气体组分的摩尔容积份额。

(b3)在离线标定得到的气固吸收系数修正系数与温度映射关系表中，搜索一组气固吸收系数修正系数，按照气相红外单色平均吸收系数κ_aλ与其各气相组分气固吸收系数修正系数的关系方程，计算气相红外单色平均吸收系数κ_aλ，进而根据离线标定步骤(a1)中得到的Ca基弥散介质吸收系数和普朗克辐射定律计算固相Ca基红外单色辐射强度，两者之和为水泥回转窑内该单色红外光理论辐射强度I′，使得I′与I最为接近。

(b4)根据步骤(b3)中选择的气固吸收系数修正系数，在离线标定得到的气固吸收系数修正系数与温度映射关系表中查询，得到水泥回转窑温度。

本发明提供的水泥回转窑温度场在线检测方法，包括以下步骤：

(c1)实时采集水泥回转窑CCD靶面图像。利用红外CCD或可见CCD聚焦于待测的靶平面成像，实时采集水泥回转窑内靶面图像。

(c2)实时检验水泥回转窑尾气中各种气相组分摩尔容积份额。通过水泥回转窑尾气检验水泥回转窑内各种对红外区域辐射强度有贡献的气体摩尔容积份额，包括CO₂、H₂O和CO。

(c3)将步骤(1)中采集的图像转换为多光谱R、G、B单色灰度信号值，并根据标定方法获得图像内各像素点的辐射强度。

对火焰辐射温度进行检测时，需要建立传感器输出的光电检测信号和其接收到的火焰辐射能量之间定量关系，即通过标定确定灰度与辐射强度关系。彩色火焰图像探测器标定的目的主要是校正R、G、B三基色值，使之正确反映辐射对象光谱特性在R、G、B代表性波长下的光谱强度的大小。本技术使用双色法进行燃烧温度检测标定获得各R、G、B三色代表性波长下的标定系数。

(c4)按照本发明提供的水泥回转窑内温度测定方法，测定水泥回转窑内CC靶平面内各点的温度值，得到温度场数据。

根据检测得到窑内各气固组分浓度，利用离线标定获得的各组分浓度对应的气固吸收系数修正系数与温度映射关系表，得到水泥回转窑CCD靶面内每一点温度数据，最终得到CCD靶面内温度场数据。

(c5)将(c4)中得到的温度场数据转换成可视化图像，用于监控水泥回转窑内温度状态。

CCD靶平面内温度场的可视化图像是用不同彩色表示不同的辐射能量密度的伪彩色热像，形成伪彩色云图。伪彩色云图可以更明确地分辨不同区域的辐射能量密度和温度。

本发明提供的水泥回转窑温度场在线检测装置，包括CCD传感器1、气固组分检验装置2、处理器3和显示器4。所述CCD传感器1与处理器3通过控制电缆和视频电缆相连，气固组分检验装置2与处理器3通过控制电缆和数据电缆相连，显示器4和处理器3通过视频电缆相连。

所述CCD传感器1，包括高温镜头、传像光路或者传像光纤、彩色CCD、彩色图像处理器件和工业控制计算机，在水泥回转窑光辐射的光路上依次设置高温镜头、传像光路或者传像光纤以及彩色CCD，彩色CCD与图像处理器件电连接，工业控制计算机与彩色图像处理器件电连接，设置在原有工业电视位置，用于采集CCD靶面内的图像信号传递给处理器3。CCD传感器快门的曝光速度设置自适应功能，根据水泥回转窑功率自动调整CCD的快门速度，使得辐射图像灰度值始终处于CCD传感器响应灵敏区。例如，当水泥回转窑功率增大，通过增大快门的频率有效防止采集辐射图像的过饱和。

所述气固组分检验装置2，设置在水泥回转窑尾气释放处，气固组分检验装置，包括Ca基弥散介质浓度传感器以及各气体组分浓度传感器，用于检验水泥回转窑尾气内各成分的摩尔容积份额，并将采集的数据传递给处理器3。气固组分检验装置，包括Ca基弥散介质浓度传感器以及各气体组分浓度传感器。

所述处理器，存储有R、G、B三色代表性波长下的标定系数和气固吸收系数修正系数与温度映射关系表，用于接收CCD传感器采集的CCD靶面图像和气固组分检验装置采集的各成分的摩尔容积份额，并将CCD靶面图像首先转换为多光谱R、G、B单色灰度信号，然后通过标定的方法获得CCD靶面单色光辐射强度，按照本发明提供的水泥回转窑温度场在线检测方法计算水泥回转窑温度场数据，最终将温度场数据转换成可视化图像，传送给显示器4。

所述显示器4，设置在控制员便于观察的位置，用于显示表示温度场的可视化图像，以便作为燃烧器灭火预警信号，并指导燃烧调整。

所述视频电缆，用于传输视频信号，如将CCD成像数据传送给处理器3，将处理器3处理后的图像数据传送给显示器4。

所述控制电缆，用于控制相应设备采集图像，如控制CCD传感器1的快门收集图像数据，控制气固组分检验装置2获得气固组分摩尔浓度数据。

所述数据电缆，用于传送相应数据，如将气固组分检验装置2采集的水泥回转窑尾气气固组分摩尔浓度数据传送给处理器3。

本发明提供的水泥回转窑温度场在线检测装置，温度测量范围为800℃-2500℃，测量区域为水泥回转窑内60米至70米，在线刷新周期小于3秒。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水泥回转窑内温度测定方法，其特征在于，包括离线标定和在线检测两部分，其中，

离线标定部分包括以下步骤：

(a1)在标定用水泥回转窑中，采集Ca基弥散介质在可见光区域的辐射强度，依据该辐射强度计算固相Ca基弥散介质的吸收系数，用于计算红外区域的固相Ca基弥散介质单色辐射强度；

(a2)保持标定用水泥回转窑中的压强恒定，改变窑内温度，在每一火焰温度T下，检测水泥回转窑内的n种气相组分摩尔容积份额C₁～C_n，同时采用n种单色红外光检验，得到气固两相单色红外辐射强度；

(a3)从气固两相单色红外辐射强度中，去除固相Ca基弥散介质单色红外辐射强度，得到气相红外单色辐射强度，根据普朗克辐射定律计算气相红外单色平均吸收系数κ_aλ；

(a4)将步骤(a2)采集到的各气相组分摩尔容积份额C₁～C_n和步骤(a3)计算得到的气相红外单色平均吸收系数κ_aλ代入方程式

κ_aλ＝(α₁C₁+α₂C₂+…+α_nC_n)T

其中α₁～α_n为气相各组分气固吸收系数修正系数，从而构建得到以各组分气固吸收系数修正系数为变量的方程组；

(a5)求解方程组，计算气固吸收系数修正系数，构建气固吸收系数修正系数与窑内温度间的映射关系表；

在线检测部分包括以下步骤：

(b1)检测待测水泥回转窑内单色红外光辐射强度I；

(b2)检测待测水泥回转窑内各气体组分摩尔容积份额；

(b3)在所述气固吸收系数修正系数与窑内温度间的映射关系表中，选择一组气固吸收系数修正系数，根据步骤(a1)中得到的Ca基弥散介质吸收系数和步骤(b2)中得到的个气体组份摩尔容积份额，计算水泥回转窑内该单色红外光理论辐射强度I′，使得I′与I最为接近；

(b4)根据步骤(b3)中选择的气固吸收系数修正系数，在离线标定得到的气固吸收系数修正系数与窑内温度间的映射关系表中查询，确定水泥回转窑温度。

2.如权利要求1所述的温度测定方法，其特征在于，所述步骤(a3)中气相红外单色平均吸收系数κ_aλ的计算公式为：

${\mathrm{\κ}}_{a\mathrm{\λ}}=\frac{-1}{L}\ln \[1-\frac{{\mathrm{\πI}}_{\mathrm{\λ}g}\left(\exp \right(c_2/\left({\mathrm{\λT}}_g\right))-1)}{c_1{\mathrm{\λ}}^{-5}}\]$

其中：第一辐射常数c₁＝3.741832×10⁸W·μm⁴/m²；第二辐射常数c₂＝1.4388×10⁴μm·K；L为检测火焰与CCD探测器之间的距离；λ为检验波长；I_λg为气体红外辐射强度，为红外CCD火焰探测器接受到单色辐射强度I_λ扣除Ca基弥散介质在红外辐射部分I_λs；T_g为水泥回转窑内气相温度。

3.如权利要求1所述的温度测定方法，其特征在于，所述气相组分包括CO₂、H₂O、CO气体。

4.如权利要求1至3任意一项所述的温度测定方法，其特征在于，所述水泥回转窑内气相温度通过双色法测定。

5.一种水泥回转窑温度场在线检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(c1)实时采集水泥回转窑CCD靶面图像；

(c2)实时检测水泥回转窑尾气中各种气相组分摩尔容积份额；

(c3)将步骤(c1)中采集的CCD靶面图像，转换为多光谱R、G、B单色灰度信号值，并根据标定方法获得图像内各像素点的辐射强度；

(c4)根据步骤(c2)获得的各种气相组分摩尔容积份额和步骤(3)获得的图像内各像素点的辐射强度，按照如权利要求1至4任意一项所述的水泥回转窑内温度测定方法，测定水泥回转窑内CCD靶平面内各点的温度值，得到温度场数据；

(c5)将(c4)中得到的温度场数据转换成可视化图像。

6.实现如权利要求5所述的水泥回转窑温度场在线检测方法的装置，其特征在于，包括：CCD传感器、气固组分检验装置、处理器和显示器；其中：

CCD传感器，设置在原有工业电视位置，通过电缆与处理器相连，用于采集CCD靶面图像信号并传递给处理器；

气固组分检验装置，设置在水泥回转窑尾气释放处，通过电缆与处理器相连，用于检验水泥回转窑尾气内各成分的摩尔容积份额，并将检验数据传递给处理器；

处理器，存储有R、G、B三色代表性波长下标定的气固吸收系数修正系数与窑内温度间的映射关系表，用于接收CCD传感器采集的CCD靶面图像和气固组分检验装置采集的各成分的摩尔容积份额，并将CCD靶面图像首先转换为多光谱R、G、B单色灰度信号，然后标定CCD靶面单色光辐射强度，按照如权利要求5所述的温度场在线检测方法获得CCD靶面的温度场数据，并转换为可视化图像输出给显示器；

显示器，通过电缆与处理器连接，显示可视化图像。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述CCD传感器包括高温镜头、传像光路或者传像光纤、彩色CCD、彩色图像处理器件和工业控制计算机，在水泥回转窑光辐射的光路上依次设置高温镜头、传像光路或者传像光纤以及彩色CCD，彩色CCD与图像处理器件电连接，工业控制计算机与彩色图像处理器件电连接，设置在原有工业电视位置，用于采集CCD靶面图像信号传递给处理器。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述彩色CCD为可见光CCD或红外CCD。

9.如权利要求6至8任意一项所述的装置，其特征在于，所述CCD传感器的快门曝光速度根据水泥回转窑功率自动调整，使得辐射图像灰度值始终处于CCD传感器响应灵敏区。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，其温度测量范围为800℃-2500℃，测量区域为水泥回转窑内60米至70米，在线刷新周期小于3秒。