CN113125020B - 一种防堵型红外测温仪 - Google Patents

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Abstract

一种防堵型红外测温仪，包括导光管、推进器、震动器、连接块、红外透镜组、红外温度传感器、外壳、固定片、压力变送器、控制装置和探火孔密封组件；本发明采用推进器驱动导光管伸入到窑炉的炉体内进行测温，在测温的同时，通过导光管向炉膛内部通入气流，避免炉膛内的烟尘、灰渣进入导光管，气流还起到对导光管的降温作用，同时导光管可通过推进器的驱动力将堵塞探火孔的焦块捣开。在震动器的振动能量作用下，导光管产生振动，振动清除掉导光管前端的灰焦，气流把振动掉的灰焦吹入炉窑内，保持导光管畅通，可以连续准确感知炉内温度。

Description

一种防堵型红外测温仪
技术领域
本发明属于节能环保炉窑温度检测技术领域，具体涉及一种防堵型红外测温仪。
背景技术
目前红外测温装置没有防堵功能，安装在炉窑上后，因炉窑内的烟气中含有烟尘、灰渣，运行时间一段后，烟尘、灰渣在探火孔内结成焦块，堵塞探火孔，使红外测温装置的测量结果不能表征炉窑内的真实温度，因结焦时间不确定，运行操作人员无法判断温度是否准确；红外测温装置的适用于测量高温恶劣环境，且测量快速，用于炉窑的保护、自动调节很有优势，但目前红外测温装置的测量结果不能表征炉窑内的真实温度，致使测量结果不能为炉窑的保护、自动调节提供可靠依据。
当前灰渣结焦堵塞探火孔，且因结焦时间不确定，致使红外测温装置的测量结果不能表征炉窑内的真实温度，这个问题直接阻碍了红外测温装置的进一步应用，是进一步拓展红外测温装置在炉窑控制上应用的技术瓶颈。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种原理科学、方便操作、不受窑炉内部环境影响、温度检测结果准确度高的防堵型红外测温仪。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种防堵型红外测温仪，包括导光管、推进器、震动器、连接块、红外透镜组、红外温度传感器、外壳、固定片、压力变送器、控制装置和探火孔密封组件；
推进器和导光管均沿左右水平设置，推进器的右端固定在窑炉左侧外壁上，推进器通过连接块与外壳连接，红外透镜组和震动器设置在外壳内，导光管左端伸入到外壳内并通过固定片与外壳固定连接，震动器设置在导光管上，红外透镜组设置在导光管左端口处，红外透镜组通过导光光纤与红外温度传感器连接；
探火孔密封组件固定在窑炉的探火孔外部，探火孔密封组件的中心线、探火孔的中心线和导光管的中心线重合；
控制装置包括控制箱，控制箱内设有第一气源控制阀、第一控制回路板、气源母管和第一气源支管；气源母管的进气口伸出控制箱，第一气源控制阀设在第一气源支管上，第一气源支管的进气口气源母管连通，压力变送器位于控制箱外部并设置在第一气源支管上，第一气源支管出气口通过第一导气管与外壳内部连通,用气体对红外温度探头、及导光管等进行冷却。
推进器、第一气源控制阀、压力变送器、震动器的控制及状态信号分别通过各自的导线连接到第一控制回路板上；第一控制回路板上设置有：推进器手动连锁推进控制回路，推进器手动、自动连锁退出控制回路，震动器手动及自动震打控制回路、第一气源控制阀自动控制回路；
第一控制回路板上的逻辑有：
1）接到推进指令后首先打开第一气源控制阀；压力变送器的输出的压力值≥ P1 MPa后，发出推进器推进指令；
2）接到退出推进器指令后，发出退出推进器控制指令，接到推进器退到位信号后延时关闭第一气源控制阀；
3）压力变送器测到的压力≤P2 MPa时,自动连锁退出推进器。
进一步，控制箱内还设有第二控制回路板，第二控制回路板与第一控制回路板连接，红外温度传感器的信号输出端与第二控制回路板的信号输入端连接，红外温度传感器测到的窑炉炉膛温度信号送到第二控制回路板，第二控制回路板输出振动请求信号送至第一控制回路板；
第二控制回路板的控制逻辑有：炉膛温度信号降低值≥x，且振动间隔时间大于y1秒时，发出振动请求信号；振动间隔时间大于y2秒时发出振动请求；
第一控制回路板的控制逻辑有：检测到推进器推进到位信号且收到第二控制回路板送来的振动请求信号后发出振动控制指令。
进一步，探火孔密封组件包括气封环，气封环左侧开口为向右逐渐缩小的曲面，气封环内部有环形气室，环形气室的开口斜向窑炉炉内方向，气封环安装在窑炉的炉墙外部，气封环与密封短管的中心线穿过探火孔，气源母管还连接有气源第二分支管，气封环通过第二导气管与第二气源支管连接，气源第二分支管上有第二气源控制阀，第二气源控制阀的控制信号连接到第一控制回路板；
第一控制回路板的控制逻辑有：第一控制回路板发出推进器推进控制指令的同时发出打开第二气源控制阀；第一控制回路板检测到推进器退到位信号并延时后发出关闭第二气源控制阀指令。
进一步，探火孔密封组件上设有密封控制阀，密封控制阀安装在窑炉炉墙外部，密封控制阀的控制、状态信号连接到第一控制回路板上；
第一控制回路板上的逻辑有：第一控制回路板发出推进器推进指令前，先发出打开密封控制阀指令，第一控制回路板检测到密封控制阀开到位信号后才发出推进器推进控制指令；检测到推进器退到位信号后发出关闭密封控制阀指令。
进一步，探火孔密封组件包括自动逆止密封阀，自动逆止密封阀安装在窑炉炉墙外部，自动逆止密封阀内上部铰接有一个阀板，阀板在窑炉内气压的作用下实现封闭，自动逆止密封阀左侧连接有气封环，阀板在封闭状态下呈左高右低倾斜设置。
进一步，外壳内设有摄像头和视频分析器，摄像头设置在导光管左端口处，摄像头与视频分析器连接，视频分析器检测导光管是否堵塞，视频分析器将堵塞状态信号输送至第一控制回路板；
第一控制回路板的控制逻辑有：通过视频分析器接收到导光管堵塞信号、且接收到推进器推进到位信号后，发出振动指令。
进一步，第一气源支管上在第一气源控制阀前设置有流量计，在外壳内设置冷却气体温度传感器，流量计的流量信号V、冷却气体温度信号T3、冷却气体压力变送器的压力信号P、红外温度传感器的温度信号T1、送到第二控制回路板，计算后第二控制回路板输出补偿后的炉膛温度信号T2；
第二控制回路板的计算逻辑有：T2=f（P，V，T3）+T1，f为函数的表达式
进一步，红外温度传感器选用红外热像仪，用热像仪测量炉内温度。
进一步，推进器向右带动导光管向右推进到位后，导光管右端向右伸入到窑炉的炉膛内。
进一步，震动器采用声波发生器，声波发生器发出声波使导光管产生震动。
采用上述技术方案，本发明的有益效果为：本发明采用推进器驱动导光管伸入到窑炉的炉体内进行测温，在测温的同时，通过导光管向炉膛内部通入气流，避免炉膛内的烟尘、灰渣进入导光管，气流还起到对导光管的降温作用，同时导光管可通过推进器的驱动力将堵塞探火孔的焦块捣开。在震动器的振动能量作用下，导光管产生振动，振动清除掉导光管前端的灰焦，气流把振动掉的灰焦吹入炉窑内，保持导光管畅通，可以连续准确感知炉内温度。本发明自动化程度高，安全性高，实施后可以准确、可靠测量炉窑的温度，测量结果可以用于炉窑温度、灭火等的安全保护，可以用于炉窑温度的控制调节，使炉窑工作在理想状态。
附图说明
图1是本发明实施例一的结构示意图；
图2是本发明实施例二的结构示意图；
图3是本发明实施例三的结构示意图；
图4是本发明实施例四的结构示意图；
图5是本发明实施例五的结构示意图；
图6是本发明实施例六的结构示意图。
具体实施方式
实施例一：如图1所示，本发明的一种防堵型红外测温仪，包括导光管1、推进器3、震动器6、连接块2、红外透镜组5、红外温度传感器23、外壳4、固定片、压力变送器16、控制装置和探火孔密封组件；
推进器3采用电动推进，推进器3和导光管1均沿左右水平设置，推进器3的右端固定在窑炉10左侧外壁上，推进器3通过连接块2与外壳4连接，红外透镜组5和震动器6设置在外壳4内，导光管1左端伸入到外壳4内并通过固定片（包括第一固定片7和第二固定片8）与外壳4固定连接，震动器6设置在导光管1上，红外透镜组5设置在导光管1左端口处，红外透镜组5通过导光光纤5003与红外温度传感器23连接；
探火孔密封组件选用密封短管11，密封短管11固定在窑炉10的探火孔15外部，密封短管11的中心线、探火孔15的中心线和导光管1的中心线重合；
控制装置包括控制箱19，控制箱19内设有第一气源控制阀30、第一控制回路板17、气源母管28和第一气源支管29；气源母管28的进气口伸出控制箱19，第一气源控制阀30设在第一气源支管29上，第一气源支管29的进气口气源母管28连通，压力变送器16位于控制箱19外部并设置在第一气源支管29上，第一气源支管29出气口通过第一导气管4002与外壳4内部连通；气源管1602与控制箱19内的气源母管28连通。
推进器3、第一气源控制阀30、压力变送器16、震动器6的控制及状态信号分别通过第一导线1001、第二导线3001、第三导线1601、第四导线6001连接到第一控制回路板17上；第一控制回路板17上设置有：推进器3手动连锁推进控制回路，推进器3手动、自动连锁退出控制回路，震动器6手动及自动震打控制回路、第一气源控制阀30自动控制回路；
第一控制回路板17上的逻辑有：
1）接到推进指令后首先打开第一气源控制阀30；压力变送器16的输出的压力值≥P1 MPa后，发出推进器3推进指令；
2）接到退出推进器3指令后，发出退出推进器3控制指令，接到推进器3退到位信号后延时关闭第一气源控制阀30；
3）压力变送器16测到的压力≤P2 MPa时,自动连锁退出推进器3。
实施例二：如图2所示，该实施例与实施例一的区别在于，
控制箱19内还设有第二控制回路板18，第二控制回路板18通过第五导线1801与第一控制回路板17连接，红外温度传感器23的信号输出端与第二控制回路板18的信号输入端连接，红外温度传感器23测到的窑炉10炉膛温度信号通过第六导线2301送到第二控制回路板18，第二控制回路板18输出振动请求信号送至第一控制回路板17；
第二控制回路板18的控制逻辑有：炉膛温度信号降低值≥x，且振动间隔时间大于y1秒时，发出振动请求信号；振动间隔时间大于y2秒时发出振动请求；
第一控制回路板17的控制逻辑有：检测到推进器3推进到位信号且收到第二控制回路板18送来的振动请求信号后发出振动控制指令。
探火孔15外侧设置的探火孔密封组件选用气动控制球阀型式，气动控制球阀14（即密封控制阀）与密封短管11密封连接，密封短管11密封连接到窑炉10炉壁的外壁，气动控制球阀14的轴线穿过探火孔15，气动控制球阀14通过第七导线1101连接到第一控制回路板17上；在控制箱19内设置第五气源支管，第五气源支管与气源母管28相连，第五气源支管中有第五电磁阀34，第五气源支管通过第五导气管1402与气动控制球阀14的气动机构连通，第五气源控制阀34通过第八导线3401连接到第一控制回路板17上。
气动控制球阀14的左侧连接气封环12，气封环12左侧开口为向右逐渐缩小的圆环曲面，气封环内部有环形气室13，气室13的向内开口斜向炉内方向，气封环12通过第二导气管1302与第二气源支管连接，第二气源支管中设置了第二气源控制阀31，第二气源控制阀31选用电磁阀型式，第二气源控制阀31的控制信号通过第九导线3101连接到第一控制回路板17上。
第一控制回路板17还有以下控制逻辑：
1）检测到推进器3推进到位信号且收到第二控制回路板18送来的振动请求信号后发出振动控制指令。振动时长≥k秒后，停止振动。
2）收到红外温度传感器23指令后，首先打开第一气源控制电磁阀30；压力变送器16的输出的压力值≥ P1 MPa后，发出打开气动控制球阀14指令。检测到气动控制球阀14开到位信号后才能发出推进器3推进控制指令，同时发出打开第二气源控制阀31的指令；
3）检测到推进器3退到位信号后，发出关闭气动控制球阀14指令，同时发出指令，关闭第二气源控制阀的31。
实施例三：如图3所示，与实施例一相比，本实施例的推进器3采用气动推进器3，震动器6采用气动震动器，在导光管1后部设置有摄像头21。
推进器3通过第三导气管3002和第三气源支管45连接到到气源母管28上，推进器3的推进、退出的动力来自压缩气体。
震动器6通过第四导气管6002和第四气源支管46连接到第四气源控制阀33上，第四气源控制阀33采用电磁阀型式，第四气源控制阀33连接到气源母管28上，第四气源控制阀33的控制信号通过第十导线3301连接到第一控制回路板17上，第一控制回路板17通过打开第四气源控制阀33进而驱动震动器6。
摄像头21安装在外壳4内部，摄像头21的轴线穿过导光管1内孔，摄像头21的视频信号通过第十一导线2101送到到视频分析器22上，视频分析器检测出导光管1是否堵塞，并把是否堵塞状态信号通过第十二导线2201送到第一控制回路板17上。
与实施例一相比，第一控制回路板17增加的控制逻辑有：第一控制回路板17接受到视频分析器22送来的导光管1堵塞信号、且接收到推进器3推进到位信号后，发出振动指令。振动时长≥k后，停止振动。
实施例四：如图4所示，与实施例一相比，本实施例的红外温度传感器23直接与红外透镜组5连接；本实施例在控制箱19内设置了第二控制回路板18；探火孔密封组件采用气封环12型式（与实施例二内的气封环结构原理相同）。
气封环12左侧开口为向右逐渐缩小的曲面，气封环12内部有环形气室13，环形气室13的开口斜向窑炉10炉内方向，环形气室13与密封短管11密封连接，密封短管11密封连接到窑炉10炉壁的外壁，气源母管28还连接有气源第二分支管，气封环12通过第二导气管1302与第二气源支管连接，气源第二分支管12上有第二气源控制阀31，气源控制阀选用电磁阀型式，第二气源控制阀31的控制信号通过第九导线3101连接到第一控制回路板17上。
与实施例一相比，第一控制回路板17还有以下控制逻辑：检测到推进器3退到位信号后，发出指令关闭第二气源控制阀的31。
红外温度传感器23直接与红外透镜组5连接，红外透镜组5伸入到导光管1内部，红外温度传感器23通过第十三导线2301把炉膛温度信号送到第二控制回路板18上，冷却气体压力变送器16通过第四导线1601把压力信号送到第二控制回路板18上，在第一气源控制阀30前设置了流量计35，流量计35通过第十四导线3501把流量信号送到第二控制回路板18上，在外壳4内部设置了冷却气体温度传感器20，冷却气体温度传感器20通过第十五导线2001把冷却气体的温度送到第二控制回路板18上，冷却气体对红外温度传感器23的测量结果稍微有些影响，第二控制回路板18对流量计的流量V、在冷却气体温度T3、冷却气体压力P进行运算后对炉内温度T1进行补偿修正，输出补偿后的炉内温度T2，这样T2更准确。
第二控制回路板18的计算逻辑有：T2=f（P，V，T3）+T1。
实施例五：如图5所示，与实施例一相比，本实施例的红外温度传感器23直接与红外透镜组5连接，红外透镜组5伸入导光管1内部，红外温度传感器23采用热像温度仪。
与实施例一相比，探火孔密封组件选用自动逆止密封阀型式，自动逆止密封阀设置在探火孔15外侧，自动逆止密封阀24的外筒40与密封短管11密封连接，密封短管11密封连接到窑炉10炉壁的外壁，自动逆止密封阀24的外筒40的左侧连接气封环12的外圆上，外筒40内通过销轴27转动设有阀板26，销轴27穿过阀板26上部的轴孔，阀板26只能向右上方自由转动，导光管1向炉内移动时可以直接推开阀板26进入炉内，导光管1向左退出阀板26后，阀板26在重力作用以及窑炉10内部的气压下压紧内筒25的右端面。
自动逆止密封阀24的左侧连接气封环12，气封环12左侧开口为向右逐渐缩小的圆环曲面，气封环内部有环形气室13，气室13的向内开口斜向炉内方向，气封环12通过第二导气管1302与第二气源支管连接，第二气源支管中设置了气源控制阀31，气源控制阀选用电磁阀型式，第二气源控制阀31的控制信号通过第九导线3101连接到第一控制回路板17上。
与实施例一相比，第一控制回路板17还有以下控制逻辑：
检测到推进器3退到位信号后，发出指令关闭第二气源控制阀的31。
实施例六：如图6所示，与实施例三相比，本实施例中击振发生源（震动器6）采用声波发生器47，声波发生器47的发声管与导光管1连通，声波发生器47的发声管向右下倾斜连接导光管1，声波发生器47与第四导气管6002连接，声波发生器47发出声波使导光管1产生震动。
推进器3推进到位后，导光管1穿过探火孔15，深入炉内，突出炉内壁的长度为L, L≥5mm。
第一控制回路板17还有的控制逻辑与实施例三一致。
本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种防堵型红外测温仪，其特征在于：包括导光管、推进器、震动器、连接块、红外透镜组、红外温度传感器、外壳、固定片、压力变送器、控制装置和探火孔密封组件；
推进器和导光管均沿左右水平设置，推进器的右端固定在窑炉左侧外壁上，推进器通过连接块与外壳连接，导光管左端伸入到外壳内并通过固定片与外壳固定连接，震动器设置在导光管上，红外透镜组设置在导光管左端口处，红外温度传感器接受红外透镜组传导来的光线；
探火孔密封组件固定在窑炉的探火孔外部，探火孔密封组件的中心线、探火孔的中心线和导光管的中心线重合；
控制装置包括控制箱，控制箱内设有第一气源控制阀、第一控制回路板、气源母管和第一气源支管；第一气源控制阀设在第一气源支管上，第一气源支管的进气口与气源母管连通，压力变送器设置在第一气源支管上，第一气源支管出气口通过第一导气管与外壳内部连通；
推进器、第一气源控制阀、压力变送器、震动器的控制及状态信号分别通过各自的导线连接到第一控制回路板上；第一控制回路板上设置有：推进器手动连锁推进控制回路，推进器手动、自动连锁退出控制回路，震动器手动及自动震打控制回路、第一气源控制阀自动控制回路；
第一控制回路板上的逻辑有：
1）接到推进指令后首先打开第一气源控制阀；压力变送器的输出的压力值≥ P1 MPa后，发出推进器推进指令；
2）接到退出推进器指令后，发出退出推进器控制指令，接到推进器退到位信号后延时关闭第一气源控制阀；
3）压力变送器测到的压力≤P2 MPa时,自动连锁退出推进器。
2.根据权利要求1所述的一种防堵型红外测温仪，其特征在于：控制箱内还设有第二控制回路板，红外温度传感器的信号输出端与第二控制回路板的信号输入端连接，红外温度传感器测到的窑炉炉膛温度信号送到第二控制回路板，第二控制回路板输出振动请求信号送至第一控制回路板；
第二控制回路板的控制逻辑有：炉膛温度信号降低值≥x，且振动间隔时间大于y1秒时，发出振动请求信号；振动间隔时间大于y2秒时发出振动请求；
第一控制回路板的控制逻辑有：检测到推进器推进到位信号且收到第二控制回路板送来的振动请求信号后发出振动控制指令。
3.根据权利要求1或2所述的一种防堵型红外测温仪，其特征在于：探火孔密封组件包括气封环，气封环左侧开口为向右逐渐缩小的曲面，气封环内部有环形气室，环形气室的开口斜向窑炉炉内方向，气封环安装在窑炉的炉墙外部，气封环与密封短管的中心线穿过探火孔，气源母管还连接有气源第二分支管，气封环通过第二导气管与第二气源支管连接，气源第二分支管上有第二气源控制阀，第二气源控制阀的控制信号连接到第一控制回路板；
第一控制回路板的控制逻辑有：第一控制回路板发出推进器推进控制指令的同时发出打开第二气源控制阀。
4.根据权利要求1或2所述的一种防堵型红外测温仪，其特征在于：探火孔密封组件上设有密封控制阀，密封控制阀安装在窑炉炉墙外部，密封控制阀的控制、状态信号连接到第一控制回路板上；
第一控制回路板上的逻辑有：第一控制回路板发出推进器推进指令前，先发出打开密封控制阀指令，第一控制回路板检测到密封控制阀开到位信号后才发出推进器推进控制指令；检测到推进器退到位信号后发出关闭密封控制阀指令。
5.根据权利要求1或2所述的一种防堵型红外测温仪，其特征在于：探火孔密封组件包括自动逆止密封阀，自动逆止密封阀安装在窑炉炉墙外部，自动逆止密封阀内上部铰接有一个阀板，阀板可以向右自由转动，阀板在阀板重力和窑炉内气压的作用下实现自封闭，阀板在封闭状态下呈左高右低倾斜设置。
6.根据权利要求1或2所述的一种防堵型红外测温仪，其特征在于：外壳内设有摄像头，摄像头设置在导光管左端口处，摄像头与视频分析器连接，视频分析器检测导光管是否堵塞，视频分析器将堵塞状态信号输送至第一控制回路板；
第一控制回路板的控制逻辑有：接收到视频分析器送来的导光管堵塞信号、且接收到推进器推进到位信号后，发出振动指令。
7.根据权利要求1或2所述的一种防堵型红外测温仪，其特征在于：第一气源支管上在设置有流量计，在外壳内设置冷却气体温度传感器，流量计的流量信号V、冷却气体温度信号T3、冷却气体压力变送器的压力信号P、红外温度传感器的温度信号T1、送到第二控制回路板，第二控制回路板计算后输出补偿后的炉膛温度信号T2；
第二控制回路板的计算逻辑有：T2=f（P，V，T3）+T1；f为函数的表达式。
8.根据权利要求1或2所述的一种防堵型红外测温仪，其特征在于：红外温度传感器为红外热像仪。
9.根据权利要求1或2所述的一种防堵型红外测温仪，其特征在于：推进器向右带动导光管向右推进到位后，导光管右端向右伸入到窑炉的炉膛内。
10.根据权利要求1或2所述的一种防堵型红外测温仪，其特征在于：震动器采用声波发生器，声波发生器发出声波使导光管产生震动。
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