CN114657302A - 一种高炉炉温在线检测系统 - Google Patents

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CN114657302A CN202210213252.7A CN202210213252A CN114657302A CN 114657302 A CN114657302 A CN 114657302A CN 202210213252 A CN202210213252 A CN 202210213252A CN 114657302 A CN114657302 A CN 114657302A
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王佩君
纪洪芝
王一民
钱浩涵
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Ningbo Institute Of Metrology And Testing Ningbo New Material Inspection And Testing Center
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00Blast furnaces
    • C21B7/24Test rods or other checking devices

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Abstract

本发明属于温度检测技术领域,公开了一种高炉炉温在线检测系统,包括温度采集模块、信号转换模块、数据集成模块、数据预处理模块、无线传输模块、远程监测模块和主控模块;通过主控模块对采集数据进行处理分析,并对各个受控模块的运行进行协调控制。本发明通过温度采集模块对多组安装在高炉炉体不同深度层次的温度采集传感器对炉内温度进行检测采集,将监测点设置在了炉体内的不同位置,能够有效提高温度采集的准确度和实时性,检测过程连续可靠,通过在炉体内的同一位置设置整组的温度检测传感器,数据更加多维、复杂,信息量更大,可以在线、连续地检测高炉炉温,能够确保炉温检测的实时性、准确性。

Description

一种高炉炉温在线检测系统
技术领域
本发明属于温度检测技术领域,尤其涉及一种高炉炉温在线检测系统。
背景技术
目前,高炉前期都是通过预埋热电偶进行耐材侵蚀程度的监测。但到了后期,因预埋电偶的损坏及不方便更换等因素,监测点陆续缺失,造成监测效果不如人意。炼铁高炉本体的炉壳温度监测在高炉的正常生产中,具有重要意义。
由高炉冶炼流程可知,在高温、高压、封闭环境下的高炉炼铁过程,融化的铁水、炉渣、熔融状态的铁矿石及焦炭的混合物、热气流等构成了复杂的流体动力学问题。炉衬在这些强物理作用及化学反应下不断地被侵蚀,使得传统的直接检测手段无法得到应用。高炉炉温、炉衬厚度等数据往往是通过外部的、间接的、具有时滞性的测量方法得到的,有时甚至无法得到数据。
通过上述分析,现有技术存在的问题及缺陷为:
现有的高炉炉温检测方式的监测点易损坏缺失,造成监测中断,而且具有时滞性,有时甚至无法得到数据。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种高炉炉温在线检测系统。
本发明是这样实现的,一种高炉炉温在线检测系统包括温度采集模块、信号转换模块、数据集成模块、数据预处理模块、无线传输模块、远程监测模块和主控模块;
所述主控模块分别与温度采集模块、信号转换模块、数据集成模块、数据预处理模块、无线传输模块和远程监测模块连接,用于利用控制器对采集数据进行处理分析,并对各个受控模块的运行进行协调控制;
所述温度采集模块用于利用多组安装在高炉炉体不同深度层次的温度采集传感器对炉内温度进行检测采集;
所述信号转换模块用于对采集的温度数据进行信号模数转换;
所述数据集成模块用于接收多组温度采集传感器采集的温度数据,得到多组温度数据集;
所述数据预处理模块用于对采集的温度数据集进行预处理,删除每组温度数据集中冗余数据;
所述无线传输模块用于利用无线信号传输器将采集数据和处理结果传递到远程监测模块;
所述远程监测模块用于利用远程终端对高炉炉温的检测结果进行查看,并对采集数据进行集中存储,用于后续分析。
进一步,所述高炉炉温在线检测系统还包括有预警模块,所述预警模块与主控模块连接,用于在主控模块检测到高炉炉温超过或即将超过预设炉温阈值时,利用报警设备及时发送报警提醒。
进一步,所述温度采集模块在对炉内温度进行检测采集时,首先获取源温度数据,然后根据预存的采集数据模板中定义的数据规则对源温度数据进行附加标签,生成带标记的温度数据。
进一步,所述信号转换模块对采集的温度数据进行信号模数转换的具体方法包括:
(1)将对应的电阻信号转换为频率信号,频率信号为高低电平信号;
(2)利用光电隔离通信方式将高低电平信号传送给解码器,解码器经过计算后将频率信号转换成二进制数字信号。
进一步,所述数据集成模块采集温度数据的具体方法包括:
(1)对安装在高炉炉体不同深度层次的多组温度采集传感器进行编号;
(2)对相同编号的温度采集传感器采集的温度数据进行统一存储,并对温度数据添加时间标识;
(3)对存储在同一文件夹内的温度数据按照采集时间进行顺序排列,并将所述文件夹按照编号进行命名。
进一步,所述步骤(1)中的多组温度采集传感器进行编号时,编号顺序根据温度采集传感在高炉炉体内的安装深度层次进行依次编号,由内向外依次增加。
进一步,所述数据预处理模块对采集的温度数据集进行预处理的方法包括:
(1)接收数据集成模块发送的多组温度数据集,筛选同一温度数据集中的数值相同的连续数据,删除每组温度数据集中的冗余数据;
(2)根据应用规则调用相对应的标签处理单元,循环处理数据结点;
(3)得到规则预处理后的数据,判断是否处理完所有数据结点,若处理完,则退出循环处理流程,否则执行步骤(2)。
进一步,所述标签处理单元用于标记数据与源温度数据的数据结构相似性,两种数据格式的数据结点之间的层次关系、包含关系完全一致,并且标记数据的数据结点属性是针对源温度数据的数据结点属性新增加的标签属性。
结合上述的所有技术方案,本发明所具备的优点及积极效果为:
本发明通过温度采集模块对多组安装在高炉炉体不同深度层次的温度采集传感器对炉内温度进行检测采集,将监测点设置在了炉体内的不同位置,能够有效提高温度采集的准确度和实时性,检测过程连续可靠,避免了单一监测点被侵蚀,无法采集温度数据的不确定性。通过在炉体内的同一位置设置整组的温度检测传感器,数据更加多维、复杂,信息量更大,可以在线、连续地检测高炉炉温,能够确保炉温检测的实时性、准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的高炉炉温在线检测系统的结构框图。
图2是本发明实施例提供的信号转换模块对采集的温度数据进行信号模数转换的方法流程图。
图3是本发明实施例提供的数据集成模块采集温度数据的方法流程图。
图4是本发明实施例提供的数据预处理模块对采集的温度数据集进行预处理的方法流程图。
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。
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种高炉炉温在线检测系统,下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示,本发明实施例提供的高炉炉温在线检测系统包括温度采集模块1、信号转换模块2、数据集成模块3、数据预处理模块4、无线传输模块5、远程监测模块6、预警模块7和主控模块8。
主控模块8分别与温度采集模块1、信号转换模块2、数据集成模块3、数据预处理模块4、无线传输模块5、远程监测模块6和预警模块7连接,用于利用控制器对采集数据进行处理分析,并对各个受控模块的运行进行协调控制;
温度采集模块1用于利用多组安装在高炉炉体不同深度层次的温度采集传感器对炉内温度进行检测采集;
所述信号转换模块2用于对采集的温度数据进行信号模数转换;
所述数据集成模块3用于接收多组温度采集传感器采集的温度数据,得到多组温度数据集;
所述数据预处理模块4用于对采集的温度数据集进行预处理,删除每组温度数据集中冗余数据;
所述无线传输模块5用于利用无线信号传输器将采集数据和处理结果传递到远程监测模块;
所述远程监测模块6用于利用远程终端对高炉炉温的检测结果进行查看,并对采集数据进行集中存储,用于后续分析。
所述预警模块7用于在主控模块检测到高炉炉温超过或即将超过预设炉温阈值时,利用报警设备及时发送报警提醒。
本发明实施例中的温度采集模块1在对炉内温度进行检测采集时,首先获取源温度数据,然后根据预存的采集数据模板中定义的数据规则对源温度数据进行附加标签,生成带标记的温度数据。
如图2所示,本发明实施例中的信号转换模块对采集的温度数据进行信号模数转换的具体方法包括:
S101,将对应的电阻信号转换为频率信号,频率信号为高低电平信号;
S102,利用光电隔离通信方式将高低电平信号传送给解码器,解码器经过计算后将频率信号转换成二进制数字信号。
如图3所示,本发明实施例中的数据集成模块采集温度数据的具体方法包括:
S201,对安装在高炉炉体不同深度层次的多组温度采集传感器进行编号;
S202,对相同编号的温度采集传感器采集的温度数据进行统一存储,并对温度数据添加时间标识;
S203,对存储在同一文件夹内的温度数据按照采集时间进行顺序排列,并将所述文件夹按照编号进行命名。
本发明实施例中的步骤S201中的多组温度采集传感器进行编号时,编号顺序根据温度采集传感在高炉炉体内的安装深度层次进行依次编号,由内向外依次增加。
如图4所示,本发明实施例中的数据预处理模块对采集的温度数据集进行预处理的方法包括:
S301,接收数据集成模块发送的多组温度数据集,筛选同一温度数据集中的数值相同的连续数据,删除每组温度数据集中的冗余数据;
S302,根据应用规则调用相对应的标签处理单元,循环处理数据结点;
S303,得到规则预处理后的数据,判断是否处理完所有数据结点,若处理完,则退出循环处理流程,否则执行步骤S302。
本发明实施例中的标签处理单元用于标记数据与源温度数据的数据结构相似性,两种数据格式的数据结点之间的层次关系、包含关系完全一致,并且标记数据的数据结点属性是针对源温度数据的数据结点属性新增加的标签属性。
在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
应当注意,本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现;软件部分可以存储在存储器中,由适当的指令执行系统,例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现,例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现,也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现,也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。
以上所述,仅为本发明较优的具体的实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,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,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高炉炉温在线检测系统,其特征在于,所述高炉炉温在线检测系统包括温度采集模块、信号转换模块、数据集成模块、数据预处理模块、无线传输模块、远程监测模块和主控模块;
所述主控模块分别与温度采集模块、信号转换模块、数据集成模块、数据预处理模块、无线传输模块和远程监测模块连接,用于利用控制器对采集数据进行处理分析,并对各个受控模块的运行进行协调控制;
所述温度采集模块用于利用多组安装在高炉炉体不同深度层次的温度采集传感器对炉内温度进行检测采集;
所述信号转换模块用于对采集的温度数据进行信号模数转换;
所述数据集成模块用于接收多组温度采集传感器采集的温度数据,得到多组温度数据集;
所述数据预处理模块用于对采集的温度数据集进行预处理,删除每组温度数据集中冗余数据;
所述无线传输模块用于利用无线信号传输器将采集数据和处理结果传递到远程监测模块;
所述远程监测模块用于利用远程终端对高炉炉温的检测结果进行查看,并对采集数据进行集中存储,用于后续分析。
2.如权利要求1所述的高炉炉温在线检测系统,其特征在于,所述高炉炉温在线检测系统还包括有预警模块,所述预警模块与主控模块连接,用于在主控模块检测到高炉炉温超过或即将超过预设炉温阈值时,利用报警设备及时发送报警提醒。
3.如权利要求1所述的高炉炉温在线检测系统,其特征在于,所述温度采集模块在对炉内温度进行检测采集时,首先获取源温度数据,然后根据预存的采集数据模板中定义的数据规则对源温度数据进行附加标签,生成带标记的温度数据。
4.如权利要求1所述的高炉炉温在线检测系统,其特征在于,所述信号转换模块对采集的温度数据进行信号模数转换的具体方法包括:
(1)将对应的电阻信号转换为频率信号,频率信号为高低电平信号;
(2)利用光电隔离通信方式将高低电平信号传送给解码器,解码器经过计算后将频率信号转换成二进制数字信号。
5.如权利要求1所述的高炉炉温在线检测系统,其特征在于,所述数据集成模块采集温度数据的具体方法包括:
(1)对安装在高炉炉体不同深度层次的多组温度采集传感器进行编号;
(2)对相同编号的温度采集传感器采集的温度数据进行统一存储,并对温度数据添加时间标识;
(3)对存储在同一文件夹内的温度数据按照采集时间进行顺序排列,并将所述文件夹按照编号进行命名。
6.如权利要求5所述的高炉炉温在线检测系统,其特征在于,所述步骤(1)中的多组温度采集传感器进行编号时,编号顺序根据温度采集传感在高炉炉体内的安装深度层次进行依次编号,由内向外依次增加。
7.如权利要求1所述的高炉炉温在线检测系统,其特征在于,所述数据预处理模块对采集的温度数据集进行预处理的方法包括:
(1)接收数据集成模块发送的多组温度数据集,筛选同一温度数据集中的数值相同的连续数据,删除每组温度数据集中的冗余数据;
(2)根据应用规则调用相对应的标签处理单元,循环处理数据结点;
(3)得到规则预处理后的数据,判断是否处理完所有数据结点,若处理完,则退出循环处理流程,否则执行步骤(2)。
8.如权利要求1所述的高炉炉温在线检测系统,其特征在于,所述标签处理单元用于标记数据与源温度数据的数据结构相似性,两种数据格式的数据结点之间的层次关系、包含关系完全一致,并且标记数据的数据结点属性是针对源温度数据的数据结点属性新增加的标签属性。
9.一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品,包括计算机可读程序,供于电子装置上执行时,提供用户输入接口以实施如权利要求1~7任意一项所述的高炉炉温在线检测系统。
10.一种计算机可读存储介质,储存有指令,当所述指令在计算机上运行时,使得计算机执行如权利要求1~7任意一项所述的高炉炉温在线检测系统。
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