CN202485804U - 基于rf无线传输的红外测温系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于RF无线传输的红外测温系统，是由冷却单元、光路系统、底枪测温单元和无线接收控制单元组成，冷却气体由冷却气体入口进入对底枪测温单元和光路系统冷却后，从冷却气体通路流出；炉内测点得到红外光直接无损地通过密封光窗进入位于底枪后端的光路系统，然后由光电传感器就地转换为电信号，再经过前置放大、滤波、放大倍率调整电路及A/D转换为数字信号进入微处理器单元计算温度值，最后由RF无线发射单元发送出去。位于控制室的上位机得到这个温度值再根据吹入气体的含量、流量信息修正后得到最终的炉内温度；本实用新型采用RF无线传输的方式进行信号传递，炉转动、倾炉时的移动不受限制，可靠性高。

Description

基于RF无线传输的红外测温系统

技术领域

本实用新型涉及一种冶金行业炼钢炉冶炼的在线温度检测系统，特别涉及一种基于RF无线传输的红外测温系统。RF是射频信号的简称。

背景技术

炼钢的终点值包括温度、压力及钢液成分，特别是终点温度的命中率是提高生产率和产品质量的关键。在炼钢过程的高温条件下，在线实时连续监控炉温，能对整个炼钢过程进行精确的控制，并得出终点温度，准确控制炼钢终点，可大大减少能源消耗、提高出钢质量。

但在炉温测量方面，传统对炉温的判断往往采用肉眼观察的方法，该方法完全依赖个人的经验，因而精度很低，难以很好的控制冶炼过程，无法按最佳冶炼曲线进行，特别对终点也很难很好的控制，不但会消耗大量的能量，而且成品率低。目前较先进的方法采用高温热电偶进行投弹式测温，虽然能获得较为准确的温度，但是由于高温热电偶价格非常昂贵，而且为一次性使用，因此只能得到几个关键点的温度，不可能对整个过程进行有效的监控，而且何时投弹测温同样依赖人的经验，不一定得到关键点的温度，实际降低了测温的有效性和精度。

目前较先进的方法是采用红外测温，测点一般位于底枪，底枪一般为内外管的双层结构，从炉的侧壁深入底部，底枪的内管吹入氩氧(或者以氮代氩)混合气体，而外管则吹入冷却剂，在精炼的时候通氩气冷却，非吹炼的空隙时间则改吹压缩空气或氮气。红外测温方式能获得较为准确的炉内温度，但是目前采用的方法是从炉内测点得到红外光后，再通过光纤传导出来，最后由位于炉外的红外温度测量系统得到温度信息，并计算得到温度值，也就是说主要的光路系统及全部的电路都位于炉外。由于炉外的温度也较高，特别在倾炉的时候，而光纤本身的耐温并不是很高，需要特殊的保护，而且光纤本身的长度不宜过长，不但损耗大而且炉转动、倾炉时的移动受到限制，因此使用受到很大的限制，且寿命较低。因此成本较高，可靠性差而且没有从根本上解决能源消耗大和成品率低的问题。

发明内容

本实用新型的目的是要解决光纤传输温度信号存在的上述问题，而提供一种基于RF无线传输的红外测温系统。

本实用新型是由冷却单元、光路系统、底枪测温单元和无线接收控制单元组成，冷却单元是由光路及低吹气体通路和冷却气体通路构成，光路及低吹气体通路与光路系统相连通，光路及低吹气体通路具有低吹气体入口，底枪测温单元具有冷却气体入口，冷却气体通路包裹在光路及低吹气体通路外，冷却气体通路与测温单元连通，冷却气体由冷却气体入口进入对底枪测温单元和光路系统冷却后，从冷却气体通路流出，光路系统是由密封光窗、反光镜、分光镜和滤光片组成，密封光窗设置在前部，密封光窗的后部依次设置反光镜、分光镜和滤光片；底枪测温单元是由光电传感器、前置放大器、滤波电路、增益调整电路、A/D转换电路、微处理器单元及RF无线发射单元组成；无线接收控制单元是由RF无线接收单元、微控器、上位机和LED显示器组成，RF无线接收单元与微控器电连接，上位机控制微控器和测温单元，气体含量和流量信息输入到上位机中，上位机连接有LED显示器；电源向底枪测温单元供电。

本实用新型的工作过程是：

炉内测点得到红外光直接无损地通过密封光窗进入位于底枪后端的光路系统，然后由光电传感器就地转换为电信号，再经过前置放大、滤波、放大倍率调整电路及A/D转换为数字信号进入微处理器单元计算温度值，最后由RF无线发射单元发送出去。位于控制室的上位机得到这个温度值再根据吹入气体的含量、流量信息修正后得到最终的炉内温度。

选择用RF无线传输式进行数据传输，在底枪的光路及电气单元正常的工作时的温度也不能太高，所以整个底枪的后段光路及电气单元外壳都采用全气冷结构，冷却气体与底枪冷却气体接成一路，而无须独立连接气冷气路，大大简化了其硬件结构，可靠性很高。

底枪测温单元完成温度信号的拾取、放大、初步计算及发送功能。发射出的RF信号由上位机的RF无线接收单元接收，然后经上位机的控器进行解码纠错，再传输给上位机中央处理系统，该系统根据吹入气体含量、流量信息等参数进行计算修正得到炉内温度，最后与其他单元。如微量元素检测、控制单元协同进行相应的控制，并由LED显示器显示包括温度在内的关键参数。

本实用新型的有益效果：本发明采用RF无线传输的方式进行信号传递，炉内得到红外光直接入分光系统，然后就地转换为电信号，最后经过放大滤波A/D转换进入微处理器计算温度值，并由无线模块发送出去，控制室得到这个温度值再根据吹入气体的含量、流量等条件修正后得到最终的炉内温度。如此，不使用光纤传输温度信号，炉转动、倾炉时的移动不受限制，可靠性高。

附图说明

图1是本实用新型的冷却单元、光路系统和底枪测温单元示意图。

图2是本实用新型之底枪测温单元的电路部分框图。

图3是本实用新型之无线接收控制单元的框图。

具体实施方式

请参阅图1、图2和图3所示，本实施例是由冷却单元1、光路系统2、底枪测温单元3和无线接收控制单元4组成，冷却单元1是由光路及低吹气体通路11和冷却气体通路12构成，光路及低吹气体通路11与光路系统2相连通，光路及低吹气体通路11具有低吹气体入口111，底枪测温单元3具有冷却气体入口31，冷却气体通路12包裹在光路及低吹气体通路11外，冷却气体通路12与测温单元3连通，冷却气体由冷却气体入口31进入对底枪测温单元3和光路系统2冷却后，从冷却气体通路12流出，光路系统2是由密封光窗21、反光镜22、分光镜23和滤光片24组成，密封光窗21设置在前部，密封光窗21的后部依次设置反光镜22、分光镜23和滤光片24；如图1和图2所示，底枪测温单元3是由光电传感器32、前置放大器33、滤波电路34、增益调整电路35、A/D转换电路36、微处理器单元37及RF无线发射单元38组成；如图3所示，无线接收控制单元4是由RF无线接收单元41、微控器42、上位机43和LED显示器44组成，RF无线接收单元41与微控器42电连接，上位机43控制微控器42和测温单元3，气体含量和流量信息45输入到上位机43中，上位机43连接有LED显示器44；电源5向底枪测温单元3供电。

本实用新型的工作过程是：

炉内测点得到红外光直接无损地通过密封光窗进入位于底枪后端的光路系统2，然后由光电传感器32就地转换为电信号，再经过前置放大、滤波、放大倍率调整电路及A/D转换为数字信号进入微处理器单元37计算温度值，最后由RF无线发射单元38发送出去。位于控制室的上位机43得到这个温度值再根据吹入气体的含量、流量信息45修正后得到最终的炉内温度。

选择用RF无线传输式进行数据传输，在底枪的光路及电气单元正常的工作时的温度也不能太高，所以整个底枪的后段光路及电气单元外壳都采用全气冷结构，冷却气体与底枪冷却气体接成一路，而无须独立连接气冷气路，大大简化了其硬件结构，可靠性很高。

底枪测温单元3完成温度信号的拾取、放大、初步计算及发送功能。发射出的RF信号由上位机43的RF无线接收单元41接收，然后经上位机43的控器41进行解码纠错，再传输给上位机43中央处理系统，该系统根据吹入气体含量、流量信息45等参数进行计算修正得到炉内温度，最后与其他单元。如微量元素检测、控制单元协同进行相应的控制，并由LED显示器44显示包括温度在内的关键参数。

Claims (1)

1.一种基于RF无线传输的红外测温系统，其特征在于：是由冷却单元(1)、光路系统(2)、底枪测温单元(3)和无线接收控制单元(4)组成，冷却单元(1)是由光路及低吹气体通路(11)和冷却气体通路(12)构成，光路及低吹气体通路(11)与光路系统(2)相连通，光路及低吹气体通路(11)具有低吹气体入口(111)，底枪测温单元(3)具有冷却气体入口(31)，冷却气体通路(12)包裹在光路及低吹气体通路(11)外，冷却气体通路(12)与测温单元(3)连通，冷却气体由冷却气体入口(31)进入对底枪测温单元(3)和光路系统(2)冷却后，从冷却气体通路(12)流出，光路系统(2)是由密封光窗(21)、反光镜(22)、分光镜(23)和滤光片(24)组成，密封光窗(21)设置在前部，密封光窗(21)的后部依次设置反光镜(22)、分光镜(23)和滤光片(24)；底枪测温单元(3)是由光电传感器(32)、前置放大器(33)、滤波电路(34)、增益调整电路(35)、A/D转换电路(36)、微处理器单元(37)及RF无线发射单元(38)组成；无线接收控制单元(4)是由RF无线接收单元(41)、微控器(42)、上位机(43)和LED显示器(44)组成，RF无线接收单元(41)与微控器(42)电连接，上位机(43)控制微控器(42)和测温单元(3)，气体含量和流量信息(45)输入到上位机(43)中，上位机(43)连接有LED显示器(44)；电源(5)向底枪测温单元(3)供电。

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