CN105509920A - 一种工业高温回转炉无线测温装置 - Google Patents

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杨文龙
赵德政
刘爽
尹敏
杜兵
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Abstract

本发明属于工业高温回转炉温度监测领域，具体涉及一种工业高温回转炉无线测温装置，包括隔热装置、无线测温装置和电源装置，所述无线测温装置包括相互无线连接的无线检测端和无线接收端，所述无线检测端、电源装置分别设置在隔热装置的上面，所述隔热装置的下面设有支架，所述无线检测端通过补偿导线连接热电偶传感器，所述热电偶传感器设置在回转炉壁上，所述无线检测端设有降温装置。本发明通过无线技术和隔热及降温的方法解决了使用回转炉滑环方式测温出现的数据不稳定，结构件易损坏的问题，结构简单紧凑、数据测试稳定、使用寿命长。

Description

一种工业高温回转炉无线测温装置
技术领域
本发明属于工业高温回转炉温度监测领域，具体涉及一种工业高温回转炉无线测温装置。
背景技术
工业回转炉是一种对物料进行干燥、焙烧和煅烧的热工设备，物料通常是工业流程中作为催化剂使用的物质，如用于冶金行业钢铁厂贫铁矿磁化焙烧、硅热法炼镁、铬、镍铁矿氧化焙烧、耐火材料厂，即活性石灰窑中用于焙烧钢铁厂、铁合金厂用的活性石灰和焙烧白云石。所以监测回转炉煅烧过程的温度为非常重要的生产工艺环节。由于回转窑工作时，其自身是处于不断转动的状态中，传感器信号不容易引出，现有技术大多数是采用滑环方案，由于滑环的接触点长时间运行易受粉尘、震动、磨损等影响，导致热电偶信号不稳定，甚至信号的中断，导致数据不准确。同时滑环方案的实施要保证滑环与回转窑保持同心，且一般转窑的体积较大，造成制造难度大。
在窑体加装无线监测装置，将传感器采集到的数据，通过无线传输的方式，可以避免采用滑环方案出现上述问题。但现有的回转炉无线测温装置中的无线装置设置不合理，且无隔热功能或隔热功能差。一些无线测温装置没有考虑与炉外的隔热措施，或者虽然进行了隔热处理，但措施简单单一，如中国专利文献ZL200620075480.9，公开了一种高精度高炉热负荷无线检测系统及其检测方法。此检测系统包括无线测温仪、温度采集终端和上位机，无线测温仪实时检测高炉冷却壁的温度及流量，并将温度及流量信号传送给温度采集终端；温度采集终端通过ZigBee无线收发模块采集无线测温仪传输过来的温度及流量信号，并将采集来的温度及流量信号传送至上位机；上位机包括串口通讯接口程序和组态软件，该串口通讯接口程序用于提取温度采集终端传输过来的温度及流量信号并进行数据格式转换，所述的组态软件用于图形化显示并进行历史数据保存隔热效果难以保证，电子设备在长时间的高温状态下，将对设备的性能和寿命产生影响。此专利文献中所述测试系统的其中一个缺点为隔热效果难以保证，电子设备在长时间的高温状态下，将对设备的性能和寿命产生影响。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种结构紧凑、测试数据稳定、使用寿命长的工业高温回转炉无线测温装置。
本发明解决问题的技术方案是：一种工业高温回转炉无线测温装置，包括隔热装置、无线测温装置和电源装置，所述无线测温装置包括相互无线连接的无线检测端和无线接收端，所述无线检测端、电源装置分别设置在隔热装置的上面，所述隔热装置的下面设有支架，所述无线检测端通过补偿导线连接热电偶传感器，所述热电偶传感器设置在回转炉壁上，所述无线检测端设有降温装置。
进一步地，所述无线检测端包括第一金属壳体，所述第一金属壳体为密闭壳体，所述第一金属壳体内设有电路板，所述降温装置设置在第一金属壳体内，所述降温装置和电路板相互连接；所述第一金属壳体的顶端设有第一天线，所述第一天线通过馈线与电路板连接。
进一步地，所述降温装置设置在电路板的上方并贴合在第一金属壳体的内壁上。
进一步地，所述降温装置为TEC(ThermoelectricCooler)半导体制冷片，所述TEC半导体制冷片通过电线与电路板连接。
进一步地，所述电路板包括依次连接的八路输入通道、第一模拟开关电路模块、AD(模数)调理电路模块、第一单片机最小系统(MCU最小系统)模块、第一无线射频模块、第一匹配电路模块，所述第一单片机最小系统模块还分别连接第一电源模块、第一拨码开关、壳体内部温度检测模块、TEC控制模块。
优选地，所述壳体内部温度检测模块包括型号为DS18B20的温度传感器。
进一步地，所述第一天线通过馈线与第一匹配电路模块连接；所述第一金属壳体上设有电源插座和2个四路传感器插座，所述电源插座和1个四路传感器插座设置在第一金属壳体的左端，另一个四路传感器插座设置在第一金属壳体的右端。
进一步地，所述电源插座通过电源线与电源装置连接，所述电源装置包括蓄电池组。
进一步地，所述热电偶传感器为8个，8个所述热电偶传感器各通过1个补偿导线穿过四路传感器插座连接八路输入通道，所述八路输入通道包括8个端口，1个所述端口连接1个补偿导线。
进一步地，所述无线接收端包括八路4-20mA输出通道、第二模拟开关电路模块、DA(数模)调理电路模块、第二单片机最小系统(MCU最小系统)模块、第二无线射频模块、第二匹配电路模块，所述第二单片机最小系统模块还分别连接LED(LightEmittingDiode，发光二极管)显示模块、第二电源模块、第二拨码开关、RS485总线输出接口、以太网输出接口。能根据不同现场情况随时通过第二拨码开关更换输出通道。
优选地，一个所述无线检测端能够配备多个无线接收端。
进一步地，所述隔热装置包括第二金属壳体，所述第二金属壳体内部填充有隔热棉；所述支架为4根金属柱，4根所述金属柱互相平行且均有一端垂直连接支撑第二金属壳体。
本发明的有益效果为：
1、结构简单紧凑、数据测试稳定，通过无线技术和隔热及降温的方法解决了使用回转炉滑环方式测温出现的数据不稳定，结构件易损坏的问题；
2、采用隔热和降温两种方式来使本发明所述无线测温装置尤其是无线检测端的内部温度降低，解决了回转炉的高温对测温装置的损坏，使用寿命长；
3、无线接收端具有多种方式输出，方便现场使用；并且一个无线检测端能根据现场情况配多个无线接收端；
4、用户根据现场工艺情况、通过无线检测端的第一拨码开关来选择使用的热电偶传感器类型，包括K型热电偶传感器、S型热电偶传感器、B型热电偶传感器、T型热电偶传感器；
5、由于补偿导线可以使热电偶传感器与无线检测端的距离最远相距200米，使无线检测端能监测窑体中不止一个点的温度。
附图说明
图1是本发明所述工业高温回转炉无线测温装置的结构示意图；
图2是图1中所示的无线检测端的正视图；
图3是图1所示的电路板的结构框图；
图4是本发明所述工业高温回转炉无线测温装置的无线接收端的结构框图。
图中：1-隔热装置；2-电源装置；3-无线检测端，31-第一金属壳体，32-电路板，33-降温装置，34-第一天线，35-电源插座，36-四路传感器插座；4-支架。
图1中的箭头方向表示所述工业高温回转炉无线测温装置的正视图的方向。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例一
如图1-图4所示，一种工业高温回转炉无线测温装置，包括隔热装置1、无线测温装置和电源装置2，所述无线测温装置包括相互无线连接的无线检测端3和无线接收端(图中未示)，所述无线检测端3、电源装置2分别设置在隔热装置1的上面，所述隔热装置1的下面设有支架4，所述无线检测端3通过补偿导线连接热电偶传感器(图中未示)，所述热电偶传感器设置在回转炉壁上，所述无线检测端3设有降温装置33。
所述无线检测端3包括第一金属壳体31，所述第一金属壳体31为密闭壳体，所述第一金属壳体31内设有电路板32，所述降温装置33设置在第一金属壳体31内，所述降温装置33和电路板32相互连接；所述第一金属壳体31的顶端设有第一天线34，所述第一天线34通过馈线与电路板32连接。
所述降温装置33设置在电路板32的上方并贴合在第一金属壳体31的内壁上。
所述降温装置33为TEC半导体制冷片，所述TEC半导体制冷片通过电线与电路板32连接。
所述电路板32包括依次连接的八路输入通道、第一模拟开关电路模块、AD调理电路模块、第一单片机最小系统模块、第一无线射频模块、第一匹配电路模块，所述第一单片机最小系统模块还分别连接第一电源模块、第一拨码开关、壳体内部温度检测模块、TEC控制模块。
所述第一天线34通过馈线与第一匹配电路模块连接；所述第一金属壳体31上设有电源插座35和2个四路传感器插座36，所述电源插座35和1个四路传感器插座36设置在第一金属壳体31的左端，另一个四路传感器插座36设置在第一金属壳体31的右端。
所述电源插座35通过电源线与电源装置2连接，所述电源装置2包括蓄电池组。
所述热电偶传感器为8个，8个所述热电偶传感器各通过1个补偿导线穿过四路传感器插座36连接八路输入通道，所述八路输入通道包括8个端口，1个所述端口连接1个补偿导线。
所述无线接收端包括八路4-20mA输出通道、第二模拟开关电路模块、DA调理电路模块、第二单片机最小系统模块、第二无线射频模块、第二匹配电路模块，所述第二单片机最小系统模块还分别连接LED显示模块、第二电源模块、第二拨码开关、RS485总线输出接口、以太网输出接口。
所述隔热装置1包括第二金属壳体，所述第二金属壳体内部填充有隔热棉；所述支架4为4根金属柱，4根所述金属柱互相平行且均有一端垂直连接支撑第二金属壳体。
实施例二
在本实施例中，所述无线接收端为多个，分别连接同一个无线检测端3。
除此之外，其他结构与实施例一中相同。
本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种工业高温回转炉无线测温装置，包括隔热装置、无线测温装置和电源装置，其特征在于，所述无线测温装置包括相互无线连接的无线检测端和无线接收端，所述无线检测端、电源装置分别设置在隔热装置的上面，所述隔热装置的下面设有支架，所述无线检测端通过补偿导线连接热电偶传感器，所述热电偶传感器设置在回转炉壁上，所述无线检测端设有降温装置。
2.根据权利要求1所述的工业高温回转炉无线测温装置，其特征在于，所述无线检测端包括第一金属壳体，所述第一金属壳体为密闭壳体，所述第一金属壳体内设有电路板，所述降温装置设置在第一金属壳体内，所述降温装置和电路板相互连接；所述第一金属壳体的顶端设有第一天线，所述第一天线通过馈线与电路板连接。
3.根据权利要求2所述的工业高温回转炉无线测温装置，其特征在于，所述降温装置设置在电路板的上方并贴合在第一金属壳体的内壁上。
4.根据权利要求3所述的工业高温回转炉无线测温装置，其特征在于，所述降温装置为TEC半导体制冷片，所述TEC半导体制冷片通过电线与电路板连接。
5.根据权利要求3所述的工业高温回转炉无线测温装置，其特征在于，所述电路板包括依次连接的八路输入通道、第一模拟开关电路模块、AD调理电路模块、第一单片机最小系统模块、第一无线射频模块、第一匹配电路模块，所述第一单片机最小系统模块还分别连接第一电源模块、第一拨码开关、壳体内部温度检测模块、TEC控制模块。
6.根据权利要求2所述的工业高温回转炉无线测温装置，其特征在于，所述第一天线通过馈线与第一匹配电路模块连接；所述第一金属壳体上设有电源插座和2个四路传感器插座，所述电源插座和1个四路传感器插座设置在第一金属壳体的左端，另一个四路传感器插座设置在第一金属壳体的右端。
7.根据权利要求6所述的工业高温回转炉无线测温装置，其特征在于，所述电源插座通过电源线与电源装置连接，所述电源装置包括蓄电池组。
8.根据权利要求1所述的工业高温回转炉无线测温装置，其特征在于，所述热电偶传感器为8个，8个所述热电偶传感器各通过1个补偿导线穿过四路传感器插座连接八路输入通道，所述八路输入通道包括8个端口，1个所述端口连接1个补偿导线。
9.根据权利要求1所述的工业高温回转炉无线测温装置，其特征在于，所述无线接收端包括八路4-20mA输出通道、第二模拟开关电路模块、DA调理电路模块、第二单片机最小系统模块、第二无线射频模块、第二匹配电路模块，所述第二单片机最小系统模块还分别连接LED显示模块、第二电源模块、第二拨码开关、RS485总线输出接口、以太网输出接口。
10.根据权利要求1所述的工业高温回转炉无线测温装置，其特征在于，所述隔热装置包括第二金属壳体，所述第二金属壳体内部填充有隔热棉；所述支架为4根金属柱，4根所述金属柱互相平行且均有一端垂直连接支撑第二金属壳体。
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