CN111426403B - 一种两种测温方法同时测量的环冷机测温一体化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种两种测温方法同时测量的环冷机测温一体化装置，其包含了热电偶测温装置(1)、红外线测温装置(2)、搭载外壳(3)、操作单元(4)，本发明环冷机测温一体化装置对现有的问题提出了解决办法，把两种主要测温方法集合与一体，提高了测温的准确性。其主要有：热电偶装置可以调节进入炉腔的长度，使其接触被测物，获取更为精准的被测物温度；红外线测温装置的照射通道被保护管保护且有除尘装置去除通道以及被测物表面灰尘，极大减小外界环境对红外线测温的影响，且尽可能使其测量的是被测物真实温度。
Description
技术领域
本发明涉及一种测温装置，具体涉及高温烧结矿温度测试装置，属于钢铁冶金领域。
背景技术
环冷机炉温监测一直是工作者关注和研究的重点问题，也是环冷机顺行的保证，同时也是判断环冷机内部炉况的重要指标。因此对环冷机内部炉温的监测不仅具有重要的理论价值，也具有重要的生产实践价值。然而，环冷机炉况复杂，测温装置工作环境恶劣。如高温、矿物流动损害等恶劣环境，极易导致测温装置损坏，测量温度不准确等问题。
目前，测量温度的方法主要有两大类，一类是接触式测温方法，其主要是利用能随温度变化的电气参数来衡量温度，主要代表为热电偶测温法。另一类是非接触式测温方法，其主要是利用热辐射，主要代表为红外线测温法。
前者的优势是所测量的温度就是实际接触面的真实温度，测量既简单又可靠。其缺点是需要直接接触，并且热平衡需要一段时间，这样长期处于高温状态容易损害测量装置。而且市面上环冷机测温装置的安装方式是固定安装，这样做不仅不可以调节热电偶与被测物体之间的距离，而被测物的位置往往是不固定的，在这种情况下热电偶只能测到炉腔内部空气的温度，且被测物实际温度的准确性与“热电偶与被测物体的距离”成反比，因此固定的热电偶测温是无法精准获取被测物的实际真实温度。而且把热电偶固定在环冷机内部一个位置，被测物是流动的，容易撞击损害热电偶。总的来说，现在市面上这种热电偶固定测温方式在环冷机内部，不仅容易损坏，且与被测物的距离大，所测温度的误差大。
后者是利用物体表面所辐射出来的波长及能量分布来进行的，其优点是可以远距离不接触测量温度，这样就不易损坏测量装置，其缺点是只能测量物体表面的温度，容易受到外部环境的干扰，如灰尘等干扰。
发明内容
针对上述情况，为了解决现有环冷机测温方法测温误差，容易损坏受影响的问题，本发明提供了一种结构简单，方便拆换调节的环冷机测温一体化装置。
本发明的技术方案是提供了一种两种测温方法同时测量的环冷机测温一体化装置，其包含了热电偶测温装置、红外线测温装置、搭载外壳、操作单元，其特征在于：
热电偶测温装置包括第一保护管、热电偶测温器、第一推杆电机、二推杆电机；第一保护管通过环冷机的第一通孔伸入环冷机内部，热电偶测温器通过第一保护管进入环冷机内部；
第一推杆电机由倾斜滑块固定，倾斜滑块的操作单元侧接第二推杆电机；由第一推杆电机伸缩控制热电偶测温器进入环冷机内部的长度，由第二推杆电机伸缩控制倾斜滑块、第一推杆电机以及热电偶测温器能够向操作单元侧移动；
红外线测温装置包括有第二保护管、红外线测温仪、第三保护管和吸尘装置；在第二保护管通过第二通孔进入环冷机内部，另一端有红外线测温仪；第二保护管靠近环冷机一端底部连接第三保护管，第三保护管另一端接有吸尘装置；
操作单元包括控制单元以及显示单元；所述控制单元以及显示单元固定在搭载外壳上。
进一步地，搭载外壳包括外壳、导轨以及第一固定块、第二固定块；其中，第一固定块支撑第一保护管，第二固定块支撑红外线测温仪；倾斜滑块通过导轨固定。
进一步地，第一保护管通过第一通孔靠近或者插入被测物，第一保护管内部刚好供热电偶测温器插入；第二保护管通过第二通孔与环冷机内部连通。
进一步地，热电偶测温器前端为第一外壳，第一外壳内部安装热电偶；热电偶测温器的热电偶可接触被测物；第一外壳与第二外壳通过第一套筒连接，连接部位固定一个压力传感器，第二外壳另一端与第一推杆电机连接。
进一步地，一种两种测温方法同时测量的环冷机测温一体化装置的测温方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、通过控制单元给出测量指令，第一推杆电机开始工作进行伸长，推动热电偶测温器，热电偶测温器插进第一保护管逐渐靠近被测物；
步骤2、当热电偶测温器前端热电偶部接触到被测物直到挤压，热电偶把挤压传导到压力传感器，压力传感器感受到一定的压力，输出指令給控制单元，控制单元控制第一推杆电机停止伸长；
步骤3、热电偶将真实接触被测物得到其真实的温度，所测温度数据直接传输至显示单元；工作人员通过显示单元得到测量数据；
步骤4、到达固定时间后控制单元控制第一推杆电机收缩至最短距离，以此保护热电偶测温器以及等待下一次测量指令；
步骤5、控制单元在给第一推杆电机控制信号的同时也给吸尘器装置控制信号，吸尘器开始工作，通过第三保护管吸走第二保护管里面的灰尘以及被测物表面的灰尘；
步骤6、一定时间之后控制单元控制吸尘装置停下，控制红外线测温仪开始工作，射出红外线，通过第二保护管照射在被测物表面；
步骤7、最后红外线测温仪得到物体温度，直接传输至显示单元。工作人员通过显示单元得到相关测量数据；
步骤8、控制单元控制红外线测物仪停止工作，使红外线测温装置恢复原来状态等待下一次测量指令。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：
(1)相比其他产品或者测温方法，本发明环冷机测温一体化装置对现有的问题提出了解决办法，把两种主要测温方法集合与一体，提高了测温的准确性。其主要有：热电偶装置可以调节进入炉腔的长度，使其接触被测物，获取更为精准的被测物温度；红外线测温装置的照射通道被保护管保护且有除尘装置去除通道以及被测物表面灰尘，极大减小外界环境对红外线测温的影响，且尽可能使其测量的是被测物真实温度。
(2)本发明引入红外线测物技术到环冷机中，即可以充当测温装置，也可以校准热电偶测温，以此可以监测热电偶是否损坏，是否处在正常工作状态。同理，红外线测温装置也可以被热电偶装置监测，二者相辅相成。
(3)所述热电偶测温装置是倾斜插入、所述红外线测温装置位于热电偶测温部分上方水平固定，这样做不仅可以减少杂物进入第一保护管，也可以减缓被测物流动速度，使得在第一保护管上方的红外线测温部分的灰尘扬起情况得到减缓，减少被测物表面灰尘被清除之后又被覆盖的情况，使得红外线测温装置更容易彻底除去被测物表面灰尘，以获取更精准的测量数据。
(4)本发明不仅与同类相比测量更为精准，且本发明为一体化装置，不仅是两种测量方式，且便于拆装更换。
(5)本装置有控制单元(MCU)以及显示单元，不仅可以直观看到温度变化，更可以控制测量方法，控制更换。
附图说明
图1为本发明内部安装布置立体图；
图2为本发明的热电偶测温装置立体图；
图3为本发明的热电偶测温器的剖面结构示意图；
图4为本发明的红外线测温装置立体图；
图5为本发明的搭载外壳、操作单元立体图；
图6为本发明工作环境模拟俯视立体图；
其中：1-热电偶测温装置、1.1-第一保护管、1.2-热电偶测温器、1.2.1-热电偶、1.2.2-第一外壳、1.2.3-第一套筒、1.2.4-压力传感器、1.2.5-第二外壳、1.3- 第一推杆电机、1.4-第二推杆电机、2-红外线测温装置、2.1-第二保护管、2.2-红外线测温仪、2.3-第三保护管、2.4-吸尘装置、3-搭载外壳、3.1-第一固定块、3.2- 第一通孔、3.3-导轨、3.4-倾斜滑块、3.5-外壳、3.5.1-搭载外壳左板、3.5.2-搭载外壳上板、3.6-第二固定块、3.7-第二通孔、4-操作单元、4.1-显示单元、4.2-控制单元(MCU)、5-被测物、6-环冷机外壳。
具体实施方式
下面结合实施例和附图进一步对本发明进行详细描述。
如图1所示，该实施例提供了一种两种测温方法同时测量的环冷机测温一体化装置，其包含了热电偶测温装置1、红外线测温装置2、搭载外壳3、操作单元4。
如图2-3所示，热电偶测温装置1包括第一保护管1.1、热电偶测温器1.2、第一推杆电机1.3、二推杆电机1.4；
第一保护管1.1通过环冷机的第一通孔3.2伸入环冷机内部，第一保护管1.1 由环冷机内部第一固定块3.1支撑。热电偶测温器1.2通过第一保护管1.1进入环冷机内部。
热电偶测温器1.2前端为第一外壳1.2.2，第一外壳1.2.2内部安装热电偶1.2.1，并起到限制热电偶1.2.1的作用。热电偶测温器1.2的热电偶1.2.1可接触被测物 5；
第一外壳1.2.2与第二外壳1.2.5通过第一套筒1.2.3连接，连接部位固定一个压力传感器1.2.4，第二外壳1.2.5另一端与第一推杆电机1.3连接。
第一推杆电机1.3由倾斜滑块3.4固定，倾斜滑块3.4的操作单元4侧接第二推杆电机1.4。
第一推杆电机1.3、热电偶测温器1.2以及第一保护管1.1都是沿同一倾斜度插入环冷机，这样不仅使环冷机内部灰尘等杂物不易进入以及附着在第一保护管 1.1，从而减少杂物对热电偶测温装置1的影响，也可以减缓被测物5流动速度，使得在第一保护管1.1上方的红外线测温装置2测量时的灰尘扬起情况得到减缓，减少被测物5表面灰尘被清除之后又被覆盖的情况，使得红外线测温装置2更容易彻底除去被测物5表面灰尘，使得红外线测温装置2能获取更精准的测量数据。
由第一推杆电机1.3伸缩控制热电偶测温器1.2进入环冷机内部的长度，因此可以带来以下有益效果：
(1)、热电偶1.2.1能够接触被测物5以获取更准确的测量数据；
(2)、热电偶测温器1.2只有工作接触被测物5时处于高温状态，平常状态是在搭载外壳3内部。以此保护热电偶测温器1.2减少损害。
由第二推杆电机1.4伸缩控制倾斜滑块3.4、第一推杆电机1.3以及热电偶测温器1.2部分向操作单元4侧移动，以此方便工作人员的零件更换。
第一保护管1.1比较长，以此可带来以下益处：
(1)、保护热电偶测温器1.2使其一直处于高温状态和以免被流动的被测物冲击。
(2)、减缓被测物5流速方便红外线测温装置工作。
(3)、增大热电偶测温器1.2进入环冷机内部长度，以此当被测物5量较小时，热电偶1.2.1可以接触到被测物5。当量较大时可以测得被测物5内部的温度，能得到更准确的温度数据。
红外线测温装置2包括有第二保护管2.1、红外线测温仪2.2、第三保护管 2.3和吸尘装置2.4。
在第二保护管2.1通过第二通孔3.7进入环冷机内部，另一端有红外线测温仪2.2。第二保护管2.1靠近环冷机一端底部连接第三保护管2.3，第三保护管2.3 另一端接有吸尘装置2.4。
搭载外壳3，包括外壳3.5、搭载外壳左板3.5.1、搭载外壳上板3.5.2、导轨 3.3以及第一固定块3.1、第二固定块3.6。其中，第一固定块3.1支撑第一保护管1.1，第二固定块3.6支撑红外线测温仪2.2。倾斜滑块3.4通过如图凹槽形状导轨3.3固定，以及其他部件都是固定在外壳3.5上，搭载外壳左板3.5.1及搭载外壳上板通过凹槽可插入以及拔出外壳3.5。
操作单元4包括控制单元(MCU)以及显示单元。所述控制单元(MCU)4.2 以及显示单元4.1固定在搭载外壳3.5右板上。
如图6所示，环冷机测温一体化装置所涉及的环冷机内放置被测物5，第一保护管1.1通过第一通孔3.2靠近或者插入被测物5，第一保护管1.1内部刚好供热电偶测温器1.2插入；第二保护管2.1通过第二通孔3.7与环冷机内部连通。在布置好测量装置后，该实施例还能够按照以下测量方法实现了热电偶测温装置 1测量温度以及红外线测温装置2测量温度。
一种环冷机测温一体化装置测量温度的方法，其测量方法包括以下步骤：
步骤1、通过控制单元(MCU)4.2给出测量指令，第一推杆电机1.3开始工作进行伸长，推动着热电偶测温器1.2，热电偶测温器1.2插进第一保护管1.1 逐渐靠近被测物5。
步骤2、当热电偶测温器1.2前端热电偶1.2.1部接触到被测物5直到挤压，热电偶1.2.1把挤压传导到压力传感器1.2.4，压力传感器1.2.4感受到一定的压力，输出指令給控制单元(MCU)4.2，控制单元(MCU)4.2控制第一推杆电机 1.3停止伸长。
步骤3、热电偶1.2.1将真实接触被测物5得到其真实的温度，所测温度数据直接传输至显示单元4.1。工作人员通过显示单元4.1得到测量数据。
步骤4、到达固定时间后控制单元(MCU)4.2控制第一推杆电机1.3收缩至最短距离，以此保护热电偶测温器1.2以及等待下一次测量指令。
步骤5、控制单元(MCU)4.2在给第一推杆电机1.3控制信号的同时也给吸尘器装置2.4控制信号，吸尘器开始工作，通过第三保护管2.3吸走第二保护管 2.1里面的灰尘以及被测物5表面的灰尘。
步骤6、一定时间之后控制单元(MCU)4.2控制吸尘装置2.4停下，控制红外线测温仪2.2开始工作，射出红外线，通过第二保护管2.1照射在被测物5表面。
步骤7、最后红外线测温仪2.2得到物体温度，直接传输至显示单元4.1。工作人员通过显示单元4.1得到相关测量数据。
步骤8、控制单元(MCU)4.2控制红外线测物仪2.2停止工作，使红外线测温装置2恢复原来状态等待下一次测量指令。
通过这样实施原理，工作人员可以通过显示单元看到这两种测温方法得到两种不同的温度，这样可以得到对照，使工作人员更容易精确的知道环冷机内部情况，提高了工作效率和安全。本发明不仅可以保护热电偶测温装置1、减少红外线测温受外部环境等影响、获取更精确的温度，还容易拆卸，易更换。
具体实施例2，本发明公开一种环冷机测温一体化装置部件跟换的方法，其特征在于当得到维修警报需要进行本发明的热电偶1.2.1更换以及其他更换清理时，部件更换方法按如下步骤实现：
步骤1、在控制单元(MCU)4.2输入修理指令，此时控制单元(MCU)4.2 控制第二推杆电机1.4收缩至最短，倾斜滑块3.4和固定在上面且收缩至最短距离的第一推杆电机1.3以及没有插入第一保护管的热电偶测温器1.2随之向操作单元4侧移动直至停止，以此方便工作人员的零件更换。
步骤2、工作人员先抽拆装置左边的搭载外壳左板3.5.1，之后抽拆搭载外壳上板3.5.2，这两块都是通过凹槽插人固定。
步骤3、之后工作人员只需要对热电偶测温装置1或者红外线测温装置2拆装相关零部件以及更换。
步骤4、最后安装好装置，在控制单元(MCU)4.2给出修理完成指令，控制单元(MCU)4.2控制第二推杆电机1.4恢复原样。
控制单元(MCU)4.2相关操作工作过程为：
(1)当人为的给出测量键的指令，控制单元(MCU)4.2控制第一推杆电机 1.3伸缩，使热电偶测温器1.2测量温度，后直接把测量数据传输到显示单元4.1 呈现给操作人员。再人为给出测量指令时，控制单元(MCU)4.2同时控制吸尘器装置2.4工作，一定时间后停止，之后控制红外线测温仪2.2工作，得到数据直接传输到显示单元4.1显示出来。
(2)当人为的给出检测键的指令，控制单元(MCU)4.2重复执行上述测量指令操作，只是测量得到的数据是传输到控制单元(MCU)4.2处理，处理方法如下：
输入数据，热电偶测温装置得到数据：x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7、x8
红外线测温装置得到数据：y1、y2、y3、y4、y5、y6、y7、y8
进一步的有：X＝(x1+x2+x3+x4+x5+x6+x7+x8)/8
Y＝(y1+y2+y3+y4+y5+y6+y7+y8)/8
进一步的有：
进一步的有：SW＝(S12+S22)/2
则有统计量：T＝2(X-Y)/SW
若有：T≥2.6245控制单元(MCU)4.2输出指令至显示单元4.1显示机器需要维修的警报。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，对本发明的范围由权利要求及其等同物限度。
Claims (4)
1.一种两种测温方法同时测量的环冷机测温一体化装置的测温方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1、通过控制单元(4.2)给出测量指令，第一推杆电机(1.3)开始工作进行伸长，推动热电偶测温器(1.2)，热电偶测温器(1.2)插进第一保护管(1.1)逐渐靠近被测物(5)；
步骤2、当热电偶测温器(1.2)前端热电偶(1.2.1)部接触到被测物(5)直到挤压，热电偶(1.2.1)把挤压传导到压力传感器(1.2.4)，压力传感器(1.2.4)感受到一定的压力，输出指令给控制单元(4.2)，控制单元(4.2)控制第一推杆电机(1.3)停止伸长；其中，热电偶测温器(1.2)前端为第一外壳(1.2.2)，第一外壳(1.2.2)内部安装热电偶(1.2.1)；热电偶测温器(1.2)的热电偶(1.2.1)可接触被测物(5)；第一外壳(1.2.2)与第二外壳(1.2.5)通过第一套筒(1.2.3)连接，连接部位固定一个压力传感器(1.2.4)，第二外壳(1.2.5)另一端与第一推杆电机(1.3)连接；
步骤3、热电偶(1.2.1)将真实接触被测物(5)得到其真实的温度，所测温度数据直接传输至显示单元(4.1)；工作人员通过显示单元(4.1)得到测量数据；
步骤4、到达固定时间后控制单元(4.2)控制第一推杆电机(1.3)收缩至最短距离，以此保护热电偶测温器(1.2)以及等待下一次测量指令；
步骤5、控制单元(4.2)在给第一推杆电机(1.3)控制信号的同时也给吸尘器装置(2.4)控制信号，吸尘器开始工作，通过第三保护管(2.3)吸走第二保护管(2.1)里面的灰尘以及被测物(5)表面的灰尘；
步骤6、一定时间之后控制单元(4.2)控制吸尘装置(2.4)停下，控制红外线测温仪(2.2)开始工作，射出红外线，通过第二保护管(2.1)照射在被测物(5)表面；
步骤7、最后红外线测温仪(2.2)得到物体温度，直接传输至显示单元(4.1)；工作人员通过显示单元(4.1)得到相关测量数据；
步骤8、控制单元(4.2)控制红外线测物仪(2.2)停止工作，使红外线测温装置(2)恢复原来状态等待下一次测量指令。
2.一种两种测温方法同时测量的环冷机测温一体化装置，其包含了热电偶测温装置(1)、红外线测温装置(2)、搭载外壳(3)、操作单元(4)，其特征在于：
热电偶测温装置(1)包括第一保护管(1.1)、热电偶测温器(1.2)、第一推杆电机(1.3)、第二推杆电机(1.4)；第一保护管(1.1)通过环冷机的第一通孔(3.2)伸入环冷机内部，热电偶测温器(1.2)通过第一保护管(1.1)进入环冷机内部；
第一推杆电机(1.3)由倾斜滑块(3.4)固定，倾斜滑块(3.4)的操作单元(4)侧接第二推杆电机(1.4)；由第一推杆电机(1.3)伸缩控制热电偶测温器(1.2)进入环冷机内部的长度，由第二推杆电机(1.4)伸缩控制倾斜滑块(3.4)、第一推杆电机(1.3)以及热电偶测温器(1.2)能够向操作单元(4)侧移动；
红外线测温装置(2)包括有第二保护管(2.1)、红外线测温仪(2.2)、第三保护管(2.3)和吸尘装置(2.4)；在第二保护管(2.1)通过第二通孔(3.7)进入环冷机内部，另一端有红外线测温仪(2.2)；第二保护管(2.1)靠近环冷机一端底部连接第三保护管(2.3)，第三保护管(2.3)另一端接有吸尘装置(2.4)；
操作单元(4)包括控制单元以及显示单元；所述控制单元(4.2)以及显示单元(4.1)固定在搭载外壳(3)上；热电偶测温器(1.2)前端为第一外壳(1.2.2)，第一外壳(1.2.2)内部安装热电偶(1.2.1)；热电偶测温器(1.2)的热电偶(1.2.1)可接触被测物(5)；第一外壳(1.2.2)与第二外壳(1.2.5)通过第一套筒(1.2.3)连接，连接部位固定一个压力传感器(1.2.4)，第二外壳(1.2.5)另一端与第一推杆电机(1.3)连接；热电偶测温器(1.2)前端为第一外壳(1.2.2)，第一外壳(1.2.2)内部安装热电偶(1.2.1)；热电偶测温器(1.2)的热电偶(1.2.1)可接触被测物(5)；第一外壳(1.2.2)与第二外壳(1.2.5)通过第一套筒(1.2.3)连接，连接部位固定一个压力传感器(1.2.4)，第二外壳(1.2.5)另一端与第一推杆电机(1.3)连接。
3.根据权利要求2所述的两种测温方法同时测量的环冷机测温一体化装置，其特征在于：搭载外壳(3)包括外壳(3.5)、导轨(3.3)以及第一固定块(3.1)、第二固定块(3.6)；其中，第一固定块(3.1)支撑第一保护管(1.1)，第二固定块(3.6)支撑红外线测温仪(2.2)；倾斜滑块(3.4)通过导轨(3.3)固定。
4.根据权利要求2所述的一种两种测温方法同时测量的环冷机测温一体化装置，其特征在于：第一保护管(1.1)通过第一通孔(3.2)靠近或者插入被测物(5)，第一保护管(1.1)内部刚好供热电偶测温器(1.2)插入；第二保护管(2.1)通过第二通孔(3.7)与环冷机内部连通。
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