CN115373444A - 一种高温炉红外测温系统及其控温方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高温炉技术领域，具体涉及一种高温炉红外测温系统及其控温方法，包括主控制器和红外测温仪，所述红外测温仪设置在高温炉的炉盖中心观察口处，所述主控制器连接有数模转换模块、存储模块和通信传输模块，所述红外测温仪与所述数模转换模块连接，所述数模转换模块还与所述存储模块连接。本发明通过测温系统的主控制器配合可控硅和变压器，实现了炉内加热体的加热操作，进而实现自行控温的效果，测温系统设置的无线通信模块实现了操作人员对多个高温炉实时温度的掌握，可显著提升工作效率，减少人力成本。

Description

一种高温炉红外测温系统及其控温方法

技术领域

本发明涉及高温炉技术领域，具体涉及一种高温炉红外测温系统及其控温方法。

背景技术

高温炉用于各工矿企业、科研单位化验室、实验室加温、热处理的设备，主要用于各工矿企业、科研单位化验室、实验室加温、热处理，是各类化验室中不可缺少的仪器设备。

现有温度控制都是基于热电偶采集毫伏信号，经过 PLC 和位式调节器功能闭环自动控制技术，实现温度调节，温度控制受到热电偶的测温范围及高额采购代价无法使用于 2000 度至 3000 度高温碳化炉自动温度控制。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的缺点，而提出了一种高温炉红外测温系统及其控温方法。

本发明提供了如下的技术方案：

一种高温炉红外测温系统及其控温方法，包括主控制器和红外测温仪，所述红外测温仪设置在高温炉的炉盖中心观察口处，所述主控制器连接有数模转换模块、存储模块和通信传输模块，所述红外测温仪与所述数模转换模块连接，所述数模转换模块还与所述存储模块连接；

所述红外测温仪，用于获取高温炉内实时炉温，包括红外摄像头和黑体，所述黑体设置在所述红外摄像头内，所述黑体内设置有温度传感器；

所述主控制器，用于处理分析所述红外测温仪实时采集的炉内温度及黑体内部温度传感器实时采集红外测温仪周围环境温度，并根据分析后结果发出调节控制指令；

所述数模转换模块，用于接收所述红外测温仪和所述温度传感器传输的数字输入信号，并将数字输入信号转化为模拟输入信号；

所述通信传输模块，用于将实时采集的炉温传输至与移动终端和数据库上，便于操作人员实时监测。

优选的，所述黑体用于吸收所述高温炉散发的辐射，所述温度传感器包括第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器采集所述黑体内部实时温度，所述第二温度传感器靠近所述黑体面向所述高温炉的一面设置，所述第二温度传感器实时监测所述黑体面向所述高温炉的一面的温度。

优选的，主控制器根据所述环境温度对红外测温仪采集的实时炉温进行修正处理，修正处理公式如下所示：

Tr=T0+K0*[T2-(Tmax-Tmin)/2]+K1*（T2-T1）；

其中：Tr为修正后温度，T0为红外摄像头实时采集温度，T1为第一温度传感器实时采集温度，T2为第二温度传感器实时采集温度，Tmax为高温炉预设最高温度，Tmin为高温炉预设最下温度，K0为环境温度影响系数，K1为温度变化影响系数。

优选的，所述通信传输模块采用无线通信模块，所述无线通信模块可采用5G模块。

优选的，所述高温炉运行温度区间设置为2000℃-3000℃，所述高温炉内设置有加热体，所述加热体与变压器连接，所述变压器连接有可控硅，所述可控硅与所述主控制器连接。

一种使用所述的高温炉红外测温系统的控温方法，所述控温方法包括测温阶段和控温阶段，主控制器在所述测温阶段对实时颅内温度的修正在第一次控温后实施处理。

优选的，具体测温步骤如下所示：

S1、加热炉开启，同时开启红外测温仪，红外测温仪实时监测高温炉的炉内温度；

S2、主控制器接收红外测温仪和温度传感器实时采集的多种实时温度数据，具体包括红外测温仪实时炉内温度、第一温度传感器实时采集温度和第二温度传感器实时采集温度；

S21、初次测温阶段：主控制器调取存储模块内预设控温范围，且主控制器将红外测温仪实时采集的炉内温度与最大预设温度进行比较，当实时炉内温度小于最大预设温度，主控制器不发出控制指令，反之，主控制器发出降温控制指令；

S22、初次控温后：主控制器根据修正处理公式对红外测温仪实时采集的炉内温度进行修正处理，且主控制器将修正后的实时炉内温度分别与最大预设温度和最小预设温度值进行比较，当修正后实时炉内温度小于最小预设温度，主控制器发出升温控制指令，当修正后实时炉内温度大于最大预设温度，主控制器发出降温控制指令。

优选的，具体控温步骤如下所示：

当主控制器发出控温指令后，主控制器发出升温指令，可控硅接收触发电压信号导通，同时可控硅控制变压器升压，进而控制加热体加热；当主控制器发出降温指令，可控硅未接收到触发电压信号则关断，同时可控硅控制变压器降压，进而控制加热体停止加热。

本发明的有益效果是：

通过设置的红外测温仪实现了对2000℃-3000℃范围内高温炉实时采集炉内温度，解决了高温环境下炉内温度采集的困难，同时红外测温仪替换成本高昂的特殊型热电偶，降低了实时采集炉内温度的成本；

通过测温系统的主控制器配合可控硅和变压器，实现了炉内加热体的加热操作，进而实现自行控温的效果。

测温系统设置的无线通信模块实现了操作人员对多个高温炉实时温度的掌握，可显著提升工作效率，减少人力成本。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明红外测温系统与高温炉连接示意图；

图2是本发明红外测温系统框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

根据图1所示，红外测温仪设置在高温炉的炉盖中心观察口处，红外测温仪还与测温系统连接。测温系统还与可控硅连接，可控硅与主电源和变压器连接，变压器连接有加热体。

测温系统通过获取的实时颅内温度发出相应的控制指令，主电源根据控制指令选择是否提供触发电压，可控硅根据是否接收触发电压控制变压器升降压，进而控制加热体是否加热。

根据图2所示，一种高温炉红外测温系统还包括主控制器，主控制器连接有数模转换模块、存储模块和通信传输模块，红外测温仪与数模转换模块连接，数模转换模块还与存储模块连接。其中存储模块内存储高温炉预设温度范围，高温炉运行温度区间设置为2000℃-3000℃。且通信传输模块采用无线通信模块，无线通信模块可采用5G模块。

红外测温仪，用于获取高温炉内实时炉温，包括红外摄像头和黑体，黑体设置在红外摄像头内，黑体内设置有温度传感器。黑体用于吸收高温炉散发的辐射，温度传感器包括第一温度传感器和第二温度传感器，第一温度传感器采集黑体内部实时温度，第二温度传感器靠近黑体面向高温炉的一面设置，第二温度传感器实时监测黑体面向高温炉的一面的温度。

主控制器根据环境温度对红外测温仪采集的实时炉温进行修正处理，修正处理公式如下所示：

Tr=T0+K0*[T2-(Tmax-Tmin)/2]+K1*（T2-T1）；

其中：Tr为修正后温度，T0为红外摄像头实时采集温度，T1为第一温度传感器实时采集温度，T2为第二温度传感器实时采集温度，Tmax为高温炉预设最高温度，Tmin为高温炉预设最下温度，K0为环境温度影响系数，K1为温度变化影响系数。

一种使用高温炉红外测温系统的控温方法包括测温阶段和控温阶段，主控制器在测温阶段对实时颅内温度的修正在第一次控温后实施处理。

具体测温步骤如下所示：

S1、加热炉开启，同时开启红外测温仪，红外测温仪实时监测高温炉的炉内温度；

S2、主控制器接收红外测温仪和温度传感器实时采集的多种实时温度数据，具体包括红外测温仪实时炉内温度、第一温度传感器实时采集温度和第二温度传感器实时采集温度；

S21、初次测温阶段：主控制器调取存储模块内预设控温范围，且主控制器将红外测温仪实时采集的炉内温度与最大预设温度进行比较，当实时炉内温度小于最大预设温度，主控制器不发出控制指令，反之，主控制器发出降温控制指令；

S22、初次控温后：主控制器根据修正处理公式对红外测温仪实时采集的炉内温度进行修正处理，且主控制器将修正后的实时炉内温度分别与最大预设温度和最小预设温度值进行比较，当修正后实时炉内温度小于最小预设温度，主控制器发出升温控制指令，当修正后实时炉内温度大于最大预设温度，主控制器发出降温控制指令。

具体控温步骤如下所示：

当主控制器发出控温指令后，主控制器发出升温指令，可控硅接收触发电压信号导通，同时可控硅控制变压器升压，进而控制加热体加热；当主控制器发出降温指令，可控硅未接收到触发电压信号则关断，同时可控硅控制变压器降压，进而控制加热体停止加热。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高温炉红外测温系统，其特征在于，包括主控制器和红外测温仪，所述红外测温仪设置在高温炉的炉盖中心观察口处，所述主控制器连接有数模转换模块、存储模块和通信传输模块，所述红外测温仪与所述数模转换模块连接，所述数模转换模块还与所述存储模块连接；

所述红外测温仪，用于获取高温炉内实时炉温，包括红外摄像头和黑体，所述黑体设置在所述红外摄像头内，所述黑体内设置有温度传感器；

所述主控制器，用于处理分析所述红外测温仪实时采集的炉内温度及黑体内部温度传感器实时采集红外测温仪周围环境温度，并根据分析后结果发出调节控制指令；

所述数模转换模块，用于接收所述红外测温仪和所述温度传感器传输的数字输入信号，并将数字输入信号转化为模拟输入信号；

所述通信传输模块，用于将实时采集的炉温传输至与移动终端和数据库上，便于操作人员实时监测。

2.根据权利要求1所述的一种高温炉红外测温系统，其特征在于，所述黑体用于吸收所述高温炉散发的辐射，所述温度传感器包括第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器采集所述黑体内部实时温度，所述第二温度传感器靠近所述黑体面向所述高温炉的一面设置，所述第二温度传感器实时监测所述黑体面向所述高温炉的一面的温度。

3.根据权利要求2所述的一种高温炉红外测温系统，其特征在于，主控制器根据所述环境温度对红外测温仪采集的实时炉温进行修正处理，修正处理公式如下所示：

Tr=T0+K0*[T2-(Tmax-Tmin)/2]+K1*（T2-T1）；

其中：Tr为修正后温度，T0为红外摄像头实时采集温度，T1为第一温度传感器实时采集温度，T2为第二温度传感器实时采集温度，Tmax为高温炉预设最高温度，Tmin为高温炉预设最下温度，K0为环境温度影响系数，K1为温度变化影响系数。

4.根据权利要求1所述的一种高温炉红外测温系统，其特征在于，所述通信传输模块采用无线通信模块，所述无线通信模块可采用5G模块。

5.根据权利要求1所述的一种高温炉红外测温系统，其特征在于，所述高温炉运行温度区间设置为2000℃-3000℃，所述高温炉内设置有加热体，所述加热体与变压器连接，所述变压器连接有可控硅，所述可控硅与所述主控制器连接。

6.一种使用如权利要求1所述的高温炉红外测温系统的控温方法，其特征在于，所述控温方法包括测温阶段和控温阶段，主控制器在所述测温阶段对实时颅内温度的修正在第一次控温后实施处理。

7.根据权利要求6所述的一种高温炉红外测温系统的控温方法，其特征在于，具体测温步骤如下所示：

S1、加热炉开启，同时开启红外测温仪，红外测温仪实时监测高温炉的炉内温度；

S2、主控制器接收红外测温仪和温度传感器实时采集的多种实时温度数据，具体包括红外测温仪实时炉内温度、第一温度传感器实时采集温度和第二温度传感器实时采集温度；

S21、初次测温阶段：主控制器调取存储模块内预设控温范围，且主控制器将红外测温仪实时采集的炉内温度与最大预设温度进行比较，当实时炉内温度小于最大预设温度，主控制器不发出控制指令，反之，主控制器发出降温控制指令；

S22、初次控温后：主控制器根据修正处理公式对红外测温仪实时采集的炉内温度进行修正处理，且主控制器将修正后的实时炉内温度分别与最大预设温度和最小预设温度值进行比较，当修正后实时炉内温度小于最小预设温度，主控制器发出升温控制指令，当修正后实时炉内温度大于最大预设温度，主控制器发出降温控制指令。

8.根据权利要求6所述的一种高温炉红外测温系统的控温方法，其特征在于，具体控温步骤如下所示：

当主控制器发出控温指令后，主控制器发出升温指令，可控硅接收触发电压信号导通，同时可控硅控制变压器升压，进而控制加热体加热；当主控制器发出降温指令，可控硅未接收到触发电压信号则关断，同时可控硅控制变压器降压，进而控制加热体停止加热。

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