CN118158360A - 炉内高温摄像头自动退出安全控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种炉内高温摄像头自动退出安全控制系统及方法，该系统包含：高温摄像头，设置有一温度传感器；液体冷却管路，设置于所述高温摄像头外围；气体冷却管路，设置于所述高温摄像头外围；第一压力继电器，设置于与所述液体冷却管路上；第二压力继电器，设置于与所述气体冷却管路上；拖动装置，与所述高温摄像头固定连接，用于牵引所述高温摄像头伸进或退出；控制器，分别与所述温度传感器、第一压力继电器、第二压力继电器、以及所述拖动装置耦接。该系统能够实现在高温摄像头因欠压、超温、断水、断电等故障时的自动安全退出。

Description

炉内高温摄像头自动退出安全控制系统及方法

技术领域

本发明涉及钢铁领域，尤其涉及一种炉内高温摄像头自动退出安全控制系统及方法。

背景技术

目前，各钢铁企业在煤气热风炉、真空炉等生产作业时，都使用炉膛火焰电视系统对烧嘴燃烧状况监测，炉膛火焰电视系统通过将高温摄像头安装在炉膛内部，实现对烧嘴火焰进行实时监测和分析。通过高温摄像头获取的图像，可以帮助操作人员了解炉膛内部的火焰状况，以及时发现异常情况，且指导采取相应的措施避免因烧嘴发生脱火调整不及时导致的煤气燃爆事故。

然而，现有技术中，高温摄像机通常配置有冷却管路进行冷却降温，通过在探头罩内腔装有测温原件，若测温元件检测温度过高时，摄像机探头实现自动退出保护。但此时若测温原件出现故障检测不准时，易导致摄像头自动退出保护功能失效导致摄像头损坏。此外，在生产中可能遇到测温原件故障时，同时出现冷却故障，也会导致摄像头损坏。同时，相关技术中高温摄像头采用电动方式进行进退，当电源出现故障时易导致探头不能退出造成摄像头损坏。

为此，有必要研究开发一种能够有效应对火焰监控高温摄像头在使用中出现的断气、断水、断电、超温等情况，实现自动退出的安全保护控制系统。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种炉内高温摄像头自动退出安全控制系统及方法，该系统能实现高温摄像头在高温使用过程中因欠压、超温、断水、断电故障时自动退出安全保护，并进行故障报警。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种炉内高温摄像头自动退出安全控制系统，包括：

一高温摄像头，设置有一温度传感器；

一液体冷却管路，设置于所述高温摄像头外围，冷却液体通过所述液体冷却管路对所述高温摄像头降温；

一气体冷却管路，设置于所述高温摄像头外围，压缩气体通过所述气体冷却管路对所述高温摄像头降温；

一第一压力继电器，设置于与所述液体冷却管路上；

一第二压力继电器，设置于与所述气体冷却管路上；

一拖动装置，与所述高温摄像头固定连接，用于牵引所述高温摄像头伸进或退出；

一控制器，分别与所述温度传感器、第一压力继电器、第二压力继电器、以及所述拖动装置耦接；

于所述温度传感器检测到温度超过一预设温度阈值时，和/或，

于所述第一压力继电器检测到冷却液压低于一预设液压阈值时，

于所述第二压力继电器检测到冷却气压低于一预设气压阈值时，

于检测到系统电源故障断电时，

所述控制器控制所述拖动装置牵引所述高温摄像头退出。

在一实施例中，在所述高温摄像头的外部包裹设置有一摄像头套，

所述摄像头套内部设置有一第一通道；

其中，所述第一通道两端分别为一进液口、一出液口，所述进液口连接一第一管路，所述出液口连接一第二管路，所述第一管路、所述第一通道、所述第二管路形成所述液体冷却管路；

所述第一压力继电器设置于所述第一管路上。

在一实施例中，所述摄像头套内部还设置有一第二通道，

所述第二通道一端为一进气口，所述进气口连接一第三管路，所述第三管路与所述第二通道形成所述气体冷却管路；

所述第二压力继电器设置于所述第三管路上。

在一实施例中，系统还包含：

一压缩气体过滤系统，设置于所述第三管道上，且位于所述第二压力继电器前端。

在一实施例中，系统还包含

一UPS电源，所述UPS电源与所述控制器耦接，当检测到所述系统电源故障断电时，控制所述UPS电源启动供电。

在一实施例中，所述控制器和/或所述UPS电源设置在现场防爆操作柜内；

所述现场防爆操作柜内设置有一温度控制仪，所述温度控制仪与所述温度传感器耦接。

在一实施例中，所述现场防爆操作柜还设置有一系统电源指示灯、一温度报警指示灯、一冷却气压报警指示灯、一冷却液压报警指示灯、一伸进状态指示灯、一退出状态指示灯、以及一伸进启动按键与一退出启动按键。

在一实施例中，所述控制器还与远程云端交互通信。

本发明另一方面还提供了一种炉内高温摄像头自动退出安全控制方法，其采取上述的炉内高温摄像头自动退出安全控制系统，该方法至少包括：

于所述温度传感器检测到温度超过一预设温度阈值时，生成一高温报警信号，且控制所述高温摄像机自动退出；

和/或，

于所述第一压力继电器检测到冷却液压低于一预设液压阈值时，生成一液压低报警信号，且控制所述高温摄像机自动退出；

于所述第二压力继电器检测到冷却气压低于一预设气压阈值时，生成一气压低报警信号，且控制所述高温摄像机自动退出；

于检测到系统电源故障断电时，生成一电源故障报警信号，且控制所述高温摄像机自动退出。

在一实施例中，现场防爆操作柜设置有一系统电源指示灯、一温度报警指示灯、一冷却气压报警指示灯、一冷却液压报警指示灯；所述方法还包含：

于生成所述高温报警信号时，控制所述温度报警指示灯亮；

于生成所述液压低报警信号时，控制所述冷却液压报警指示灯亮；

于生成所述气压低报警信号时，控制所述冷却气压报警指示灯亮；

于生成所述电源故障报警信号时，控制所述系统电源指示灯亮。

由以上方案可知，本发明的优点在于：

本发明提供的炉内高温摄像头自动退出安全控制系统及方法，可以实现高温摄像头在生产过程中因欠压、超温、断电等故障时的自动退出控制，防止设备损坏，并实现故障报警功能，大大提高了设备的使用寿命。该系统具有结构简单、使用方便、效果显著的优点。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的炉内高温摄像头自动退出安全控制系统的结构图；

图2为UPS电源与控制器的连接示意图；

图3为本发明一实施例提供的炉内高温摄像头自动退出安全控制方法的总体流程示意图；

其中：

1：高温摄像头

11：温度传感器

2：摄像头套

21：液体冷却管路

211：进液口

212：出液口

213：第一管路

214：第二管路

22：气体冷却管路

221：进气口

223：第三管路

23：第一压力继电器

24：第二压力继电器

25：开关阀

3：拖动装置

4：控制器

5：压缩气体过滤系统

6：UPS电源

7：现场防爆操作柜

71：系统电源指示灯

72：温度报警指示灯

73：冷却气压报警指示灯

74：冷却液压报警指示灯

75：伸进状态指示灯

76：退出状态指示灯

77：伸进启动按键

78：退出启动按键

8：温度控制仪

9：炉壁

S1-S4：步骤。

具体实施方式

为让本发明的上述特征和效果能阐述的更明确易懂，下文特举实施例，并配合说明书附图作详细说明如下。

如前该，现有技术中，在测温原件出现故障检测不准时，出现冷却故障、以及电源出现故障等情况下，易导致摄像头自动退出保护功能失效导致摄像头损坏。对此，本发明实施例提供了一种炉内高温摄像头自动退出安全控制系统及方法，其能够有效应对火焰监控高温摄像头在使用中出现断气、断水、断电、超温等情况，实现实现自动安全退出。

具体的，参考图1中所示，图1示出了炉内高温摄像头自动退出安全控制系统的具体结构图。

一种炉内高温摄像头自动退出安全控制系统，其包括高温摄像头1、液体冷却管路21、气体冷却管路22、拖动装置3、控制器4等。

其中，高温摄像头1设置有温度传感器11，在一些实施例中，温度传感器11可以设置在高温摄像头的探头罩内腔中。

液体冷却管路21设置于该高温摄像头1外围，冷却液体通过该液体冷却管路对该高温摄像头降温，在一些实施例中，冷却液体通常采用水进行冷却。气体冷却管路22也设置于该高温摄像头1外围，压缩气体通过该气体冷却管路对该高温摄像头降温，在一些实施例中，通常采用压缩空气对高温摄像头进行气体冷却。本实施例中，通过设置液体冷却管路与气体冷却管路，实现液体冷却与气体冷却对高温摄像头降温的双重冷却。此外，液体冷却管路21上还设置有第一压力继电器23，用于检测液体冷却管路的冷却液压；气体冷却管路22上同时也设置有第二压力继电器24，用于检测气体冷却管路的冷却气压。

拖动装置3，其为高温摄像头的伸退执行机构，拖动装置3可以安装在炉壁9上，拖动装置3与该高温摄像头1的探头部分固定连接，用于牵引该高温摄像头探头的伸进或退出。在一些实施例中，拖动装置通常采用电动拖动方式，但并非仅限于此。

控制器4则分别与高温摄像头设置的温度传感器11、液体冷却管路设置的第一压力继电器23、气体冷却管路设置的第二压力继电器24、以及拖动装置3耦接。在一些实施例中，控制器通常采用可编程PLC控制器。于该温度传感器检测到温度超过一预设温度阈值(例如55℃)时，和/或，于该第一压力继电器检测到冷却液压低于一预设液压阈值(例如0.1Mpa)时，于该第二压力继电器检测到冷却气压低于一预设气压阈值时(例如0.25MPa)，于检测到系统电源故障断电时等情况时，该控制器4控制该拖动装置3牵引该高温摄像头1探头退出，从而保护高温摄像头不受损坏。

此外，需要说明的是，预设温度阈值用于高温预警，预设液压阈值与预设气压阈值用于欠压预警，其实际值并不做具体限定，其可以依据现实高炉环境中的实际应用情况进行具体设定。

于该实施例中，该系统能够实现在超温、欠压、断电等情况下，高温摄像头自动安全退出，大大提高了设备的使用寿命。

进一步参阅图1所示，在一些实施例中，对于液体冷却管路与气体冷却管路，其通过在高温摄像头1的外部包裹设置有摄像头套2，摄像头套内部设置有第一通道(图中未示出)，其中，第一通道两端分别为进液口211、出液口212，进液口211连接第一管路213，该出液口212连接第二管路214，即第一管路213、该第一通道、该第二管路214形成该液体冷却管路21，冷却液体通过在进液口和出液口在摄像头套内循环，从而给高温摄像头降温，达到液冷效果。此外，在一些实施例中，第一压力继电器23设置于该第一管路213上，具体用于检测进液端的冷却液压。

此外，进一步参阅图1中所示，摄像头套2内部还设置有一第二通道(图中未示出)，第二通道一端为一进气口221、一端为出气口(图中未示出)，该进气口221连接第三管路223，该第三管路223与该第二通道形成该气体冷却管路22。压缩气体通过在进气口和出气口在摄像头套内循环，从而给高温摄像头降温，达到气冷效果。此外，在一些实施例中，第二压力继电器24设置于该第三管路223上，具体用于检测进气端的冷却气压。

此外，进一步参阅图1中所示，在一些实施例中，第三管路223上还设置有压缩气体过滤系统5，以对输入第三管路的气体进行压缩过滤，压缩气体过滤系统5其位于该第二压力继电器24前端，此时第二压力继电器24采集的为压缩过滤后的气体压力，滤除了杂质，提高了气压检测的精度。

此外，进一步参阅图1中所示，在一些实施例中，第一管路213、第二管路214、第三管路223上还设置有开关阀25等，开关阀通常设置在相应继电器前端，用于控制相应管路的开启。

此外，进一步参阅图1中所示，在一些实施例中，还设置有UPS电源6，该UPS电源作为备用电源，与该控制器4耦接，当检测到该系统电源故障断电时，控制器4控制该UPS电源6启动紧急供电。UPS电源与控制器的连接如图2中所示，UPS电源一端三相线接入AC220V市电，一端三相线接控制器相应的接线端子。

此外，进一步参阅图1中所示，在一些实施例中，控制器4、UPS电源6具体放置在现场防爆操作柜7内。且该现场防爆操作柜内设置有温度控制仪8，该温度控制仪8与该温度传感器11耦接，当高温摄像头的温度传感器11检测到现场防爆操作柜内的温度控制仪8温度值超过预设温度阈值时，摄像机自动退出从而保护高温摄像头不受损坏。温度控制仪8可以监测现场防爆操作柜的高温火灾等情况，进行预警。

此外，进一步参阅图1中所示，在一些实施例中，现场防爆操作柜7上还设置有用于电源故障报警的系统电源指示灯71、用于超温报警的温度报警指示灯72、用于气冷故障报警的冷却气压报警指示灯73、用于液冷故障报警的冷却液压报警指示灯74、用于显示高温摄像头当前伸进状态的伸进状态指示灯75、用于显示高温摄像头当前退出状态的退出状态指示灯76、以及用于启动高温摄像头分别进行伸进操作和退出操作的伸进启动按键77与退出启动按键78。当生成高温报警信号时，控制该温度报警指示灯72亮；当生成该液压低报警信号时，控制该冷却液压报警指示灯74亮；当生成该气压低报警信号时，控制该冷却气压报警指示灯73亮；当生成该电源故障报警信号时，控制该系统电源指示灯71亮。在一些实施例中，为便于识别故障类型，不同的指示灯可以设置不同的灯光颜色。通过设置不同的报警指示灯，通过观测不同信号灯的亮灭状态，能够及时识别故障类型，在出现相应故障时，能够及时通知相关人员来检查。

此外，在一些实施例中，该系统还可与远程云端交互通信，信息传输到远程云端系统，远程云端系统识别故障类型并将设备状态及故障信息等推送给客户端APP中，例如通过短信或者微信等方式，以便于为相关人员及时提供故障信息。

此外，本发明另一实施例还提供了一种炉内高温摄像头自动退出安全控制方法，如图3所示，图3示出了该方法的具体流程示意图，其基于上述的炉内高温摄像头自动退出安全控制系统，对于该系统的具体结构，与上述实施例相同，对此本实施例不再赘述。

该炉内高温摄像头自动退出安全控制方法，至少包括：

S1、于该温度传感器检测到温度超过预设温度阈值时，生成高温报警信号，且控制该高温摄像机自动退出；

S2、于该第一压力继电器检测到冷却液压低于预设液压阈值时，生成液压低报警信号，且控制该高温摄像机自动退出；

S3、于该第二压力继电器检测到冷却气压低于预设气压阈值时，生成气压低报警信号，且控制该高温摄像机自动退出；

S4、于检测到系统电源故障断电时，生成电源故障报警信号，且控制该高温摄像机自动退出。

此外，需要指出的是，本实施例的步骤S1-S4并不按照示出的顺序来执行功能，其为并列关系，出现上述任一故障情况或者多个不同组合的故障情况发生时，均控制该高温摄像机自动退出，以进行相应故障预警。

综上，本发明提供的炉内高温摄像头自动退出安全控制系统及方法，可以实现高温摄像头在生产过程中因欠压、超温、断电故障时的自动退出控制，防止设备损坏，并实现故障报警功能，大大提高了设备的使用寿命。该系统具有结构简单、使用方便、效果显著的优点。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和系统的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以施加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种炉内高温摄像头自动退出安全控制系统，其特征在于，包括：

一高温摄像头，设置有一温度传感器；

一液体冷却管路，设置于所述高温摄像头外围，冷却液体通过所述液体冷却管路对所述高温摄像头降温；

一气体冷却管路，设置于所述高温摄像头外围，压缩气体通过所述气体冷却管路对所述高温摄像头降温；

一第一压力继电器，设置于与所述液体冷却管路上；

一第二压力继电器，设置于与所述气体冷却管路上；

一拖动装置，与所述高温摄像头固定连接，用于牵引所述高温摄像头伸进或退出；

一控制器，分别与所述温度传感器、第一压力继电器、第二压力继电器、以及所述拖动装置耦接；

于所述温度传感器检测到温度超过一预设温度阈值时，和/或，

于所述第一压力继电器检测到冷却液压低于一预设液压阈值时，

于所述第二压力继电器检测到冷却气压低于一预设气压阈值时，

于检测到系统电源故障断电时，

所述控制器控制所述拖动装置牵引所述高温摄像头退出。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

在所述高温摄像头的外部包裹设置有一摄像头套，

所述摄像头套内部设置有一第一通道；

其中，所述第一通道两端分别为一进液口、一出液口，所述进液口连接一第一管路，所述出液口连接一第二管路，所述第一管路、所述第一通道、所述第二管路形成所述液体冷却管路；

所述第一压力继电器设置于所述第一管路上。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，

所述摄像头套内部还设置有一第二通道，

所述第二通道一端为一进气口，所述进气口连接一第三管路，所述第三管路与所述第二通道形成所述气体冷却管路；

所述第二压力继电器设置于所述第三管路上。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，还包含：

一压缩气体过滤系统，设置于所述第三管道上，且位于所述第二压力继电器前端。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包含

一UPS电源，所述UPS电源与所述控制器耦接，当检测到所述系统电源故障断电时，控制所述UPS电源启动供电。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，

所述控制器和/或所述UPS电源设置在现场防爆操作柜内；

所述现场防爆操作柜内设置有一温度控制仪，所述温度控制仪与所述温度传感器耦接。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，

所述现场防爆操作柜还设置有一系统电源指示灯、一温度报警指示灯、一冷却气压报警指示灯、一冷却液压报警指示灯、一伸进状态指示灯、一退出状态指示灯、以及一伸进启动按键与一退出启动按键。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述控制器还与远程云端系统交互通信。

9.一种炉内高温摄像头自动退出安全控制方法，其特征在于，采取权利要求1-8任一项所述的炉内高温摄像头自动退出安全控制系统，该方法至少包括：

于所述温度传感器检测到温度超过一预设温度阈值时，生成一高温报警信号，且控制所述高温摄像机自动退出；

和/或，

于所述第一压力继电器检测到冷却液压低于一预设液压阈值时，生成一液压低报警信号，且控制所述高温摄像机自动退出；

于所述第二压力继电器检测到冷却气压低于一预设气压阈值时，生成一气压低报警信号，且控制所述高温摄像机自动退出；

于检测到系统电源故障断电时，生成一电源故障报警信号，且控制所述高温摄像机自动退出。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，

现场防爆操作柜设置有一系统电源指示灯、一温度报警指示灯、一冷却气压报警指示灯、一冷却液压报警指示灯；所述方法还包含：

于生成所述高温报警信号时，控制所述温度报警指示灯亮；

于生成所述液压低报警信号时，控制所述冷却液压报警指示灯亮；

于生成所述气压低报警信号时，控制所述冷却气压报警指示灯亮；

于生成所述电源故障报警信号时，控制所述系统电源指示灯亮。