CN203719793U - 一种水泥回转窑温度场在线检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种水泥回转窑温度场在线检测装置包括：CCD传感器、气固组分检验装置、处理器和显示器；其中：CCD传感器，设置在原有工业电视位置，通过电缆与处理器相连；气固组分检验装置，设置在水泥回转窑尾气释放处，通过电缆与处理器相连；处理器，通过电缆与CCD传感器、气固组分检验装置和显示器相连，存储有R、G、B三色代表性波长下的标定系数和气固吸收系数修正系数与温度映射关系表；显示器，通过电缆与处理器连接，显示伪彩色云图。本实用新型测量结果准确，能对水泥回转窑内温度场做全局解析，避免烧成带物料超温和燃烧工况恶化，减少因温度过高造成的热力型NOx排放，且设备简单，使用范围广，便于安装。
Description
技术领域
本实用新型属于水泥回转窑温度控制领域，更具体地，涉及一种水泥回转窑温度场在线检测装置。
背景技术
水泥回转窑中的温度场分布对于回转窑的燃烧效率及热力型NOx的污染物排放具有极为重要的意义。在保证水泥熟料质量的前提下，基于温度场可控的燃烧调整技术一直是制约国内外水泥行业发展的关键技术。
在中国实用新型专利说明书CN95216824中公布了一种水泥回转窑连续测温的方法。该方法主要采用接触式的高温热电偶，测量回转窑内某一位置点的温度。在中国实用新型专利说明书CN201945392U中公布了一种水泥回转窑无线接收热电偶的方法。该方法采用无线接收器连接热电偶，实时显示回转窑内某一位置的温度。
在这两种水泥回转窑测温装置中，由于没有考虑到水泥回转窑工艺的特殊性，即回转窑内气固介质中存在高Ca基固相和高CO2气相，利用其总辐射特性计算温度，造成了回转窑温度场测量精确度低。
实用新型内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种水泥回转窑温度测定方法及温度场在线检测方法及装置，其目的在于精确在线测量炉内火焰温度场，由此解决现有水泥回转窑内火焰温度的在线场测量方法无法精确测量炉内高Ca基固相和高CO2气相温度的技术问题。
为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种水泥回转窑温度场在线检测装置，包括：CCD传感器1、气固组分检验装置2、处理器3和显示器4；其中：
CCD传感器，CCD传感器，设置在原有工业电视位置，通过电缆与处理器相连，其输出端连接处理器输入端，用于采集CCD靶面图像信号并传递给处理器；
气固组分检验装置，设置在水泥回转窑尾气释放处，通过电缆与处理器相连，其输出端连接处理器输入端用于检验水泥回转窑尾气内各组分的摩尔容积份额，并将采集的数据传递给处理器；
处理器，通过电缆与CCD传感器、气固组分检验装置和显示器相连，其输入端连接CCD传感器输出端和气固组分检验装置输出端，其输出端连接显示器输入端，用于接收CCD传感器采集的CCD靶面图像和气固组分检验装置采集的各组分的摩尔容积份额，并将CCD靶面图像首先转换为多光谱R、G、B单色灰度信号，然后标定CCD靶面单色光辐射强度，获得CCD靶面的温度场数据，并转换为可视化图像输出给显示器；
显示器，通过电缆与处理器连接，其输入端与处理器输出端相连，显示伪彩色云图。
优选地，所述温度场在线检测装置，其处理器存储有R、G、B三色代表性波长下的标定系数和气固吸收系数修正系数与温度映射关系表。
优选地，所述温度场在线检测装置，其CCD传感器包括高温镜头、传像光路或者传像光纤、彩色CCD、彩色图像处理器件和工业控制计算机，在水泥回转窑光辐射的光路上依次设置高温镜头、传像光路或者传像光纤以及彩色CCD，彩色CCD与图像处理器件电连接，工业控制计算机与彩色图像处理器件电连接。
优选地，所述温度场在线检测装置，其所述彩色CCD为可见光CCD或红外CCD。
优选地，所述温度场在线检测装置，其气固组分检验装置，包括Ca基弥散介质浓度传感器以及各气体组分浓度传感器。
总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，由于对水泥回转窑内气固两相辐射特性进行修正,取得下列有益效果：
（1）由于考虑到了高Ca基固相和高CO2气相的辐射特性，对水泥回转窑内气固两相的特殊环境中的各组分，能更精确的获得水泥回转窑内某一点的温度，温度测量相对误差小于1%。
（2）按照本实用新型提供的水泥回转窑温度场在线检测装置，由于对水泥回转窑内每一点的温度能精确测定，因此能对温度场进行全局解析和测量。
（3）按照本实用新型的温度在线检测装置具有回转窑内温度场全局解析和测量的优点。将其作为回转窑测温系统时，回转窑的燃烧调整更具备针对性，几乎不会出现烧成带物料超温和燃烧工况恶化现象，减少因温度过高造成的热力型NOx排放。因此，该装置对于提高水泥熟料的质量和燃烧过程的节能环保具有重要的意义和价值。
（4）本方法采用的设备简单，适用范围广，测量设备既可为红外CCD成像也可为可见CCD成像，对于现有的水泥回转窑可方便的安装。
附图说明
图1是水泥回转窑温度场在线检测装置示意图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1为CCD传感器，2为气固组分检验装置，3为处理器，4为显示器。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本实用新型提供的水泥回转窑温度场在线检验装置，包括CCD传感器1、气固组分检验装置2、处理器3和显示器4。所述CCD传感器1与处理器3通过控制电缆和视频电缆相连，气固组分检验装置2与处理器3通过控制电缆和数据电缆相连，显示器4和处理器3通过视频电缆相连。
所述CCD传感器1，包括高温镜头、传像光路或者传像光纤、彩色CCD、彩色图像处理器件、工业控制计算机，设置在原有工业电视位置，用于采集CCD靶面内的图像信号传递给处理器3。CCD快门的曝光速度设置自适应功能，根据水泥回转窑功率自动调整CCD的快门速度，使得辐射图像灰度值始终处于CCD响应灵敏区。例如，当水泥回转窑功率增大，通过增大快门的频率有效防止采集辐射图像的过饱和。
所述气固组分检验装置2，设置在水泥回转窑尾气释放处，用于检验水泥回转窑尾气内各成分的摩尔容积份额，并将采集的数据传递给处理器3。气固组分检验装置，包括Ca基弥散介质浓度传感器以及各气体组分浓度传感器。
所述处理器3，存储有R、G、B三色代表性波长下的标定系数和气固吸收系数修正系数与温度映射关系表，用于接收CCD传感器采集的CCD靶面图像和气固组分检验装置采集的各组分的摩尔容积份额，并将CCD靶面图像首先转换为多光谱R、G、B单色灰度信号，然后通过标定的方法获得CCD靶面单色光辐射强度，计算水泥回转窑温度场数据，最终将温度场数据转换成可视化图像，传送给显示器4。所述R、G、B三色代表性波长下的标定系数，即光电检测信号和其接收到的火焰辐射能量之间定量关系，通过标定确定。所述气固吸收系数修正系数，表征不同波长、不同温度对不同组分浓度分布的综合影响，其与温度的映射关系表按照如下方法建立：在每一温度T下，检测水泥回转窑内各气相组分摩尔容积份额以及气固两相单色红外辐射强度，计算气相红外单色平均吸收系数。在每一温度条件下，构建以气固各组分吸收系数修正系数为变量的方程组求解方程组计算得到气固吸收系数修正系数，即获得气固吸收系数修正系数与窑内温度间的映射关系表。
所述显示器4，设置在控制员便于观察的位置，用于显示表示温度场的可视化图像，以便作为燃烧器灭火预警信号，并指导燃烧调整。
所述视频电缆，用于传输视频信号，如将CCD成像数据传送给处理器3，将处理器3处理后的图像数据传送给显示器4。
所述控制电缆，用于控制相应设备采集图像，如控制CCD传感器1的快门收集图像数据，控制气固组分检验装置2获得气固组分摩尔浓度数据。
所述数据电缆，用于传送相应数据，如将气固组分检验装置2采集的水泥回转窑尾气气固组分摩尔浓度数据传送给处理器3。
本实用新型提供的水泥回转窑温度场在线检测装置，温度测量范围为800℃-2500℃，测量区域为水泥回转窑内60米至70米，在线刷新周期小于3秒。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种水泥回转窑温度场在线检测装置，其特征在于，包括：CCD传感器、气固组分检验装置、处理器和显示器；其中：
CCD传感器，所述CCD传感器包括高温镜头、传像光路或者传像光纤、彩色CCD、彩色图像处理器件和工业控制计算机，在水泥回转窑光辐射的光路上依次设置高温镜头、传像光路或者传像光纤以及彩色CCD，彩色CCD与图像处理器件电连接，工业控制计算机与彩色图像处理器件电连接，设置在原有工业电视位置，通过电缆与处理器相连，其输出端连接处理器输入端；
气固组分检验装置，设置在水泥回转窑尾气释放处，通过电缆与处理器相连，其输出端连接处理器输入端；
处理器，所述处理器存储有R、G、B三色代表性波长下的标定系数和气固吸收系数修正系数与温度映射关系表，通过电缆与CCD传感器、气固组分检验装置和显示器相连，其输入端连接CCD传感器输出端和气固组分检验装置输出端，其输出端连接显示器输入端；
显示器，通过电缆与处理器连接，其输入端与处理器输出端相连，显示伪彩色云图。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述彩色CCD为可见光CCD或红外CCD。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气固组分检验装置，包括Ca基弥散介质浓度传感器以及各气体组分浓度传感器。
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| CN108007228A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-05-08 | 合肥金星机电科技发展有限公司 | 窑炉温度场可视化监测系统 |
| CN109800739A (zh) * | 2019-02-21 | 2019-05-24 | 四川中天炬矿业有限公司 | 电加热旋转窑温度检测装置 |
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