CN209043466U - 一种高温计 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高温计，包括连接在一起的主体和上盖，所述主体和上盖相接触的边沿设置有供螺钉穿过的凸耳；所述主体内设置电气导轨，所述电气导轨上设置有转换模块和扩展板；所述主体的底部开设有定位孔，通过螺钉连接的光传感器和光学镜头组装件插接在定位孔中；所述主体的外周周向设置有电子天线、调试端口、电缆接口、气体单向阀和电池仓，所述电缆接口、电池仓与主体螺纹连接，且电池仓内安装有可拆卸的电池；还包括有在主体下部的炉盖。本实用新型是一种在线式高温计，采用一体化设计，具备拆装维护方便，即装即用，便于维护的特点。

Description

一种高温计

技术领域

本实用新型属于温度测量技术领域，具体涉及一种高温计。

背景技术

焦炉是冶金工业中最复杂的炉窑，它由多个炭化室和燃烧室交替配置而成。

煤气和空气经蓄热室预热后进入燃烧室燃烧，燃烧产生的热量经炉墙传给炭化室，煤在炭化室中进行高温干馏形成焦炭。燃烧产生的废气经蓄热室余热回收后排放，每隔一定时间交换一次煤气空气与废气的流向。焦炉的加热过程是单个燃烧室间歇、全炉连续受多种因素干扰的热工过程，是典型的大惯性、非线性、时变的复杂系统。

为实现焦炉加热控制，即根据焦炉火道温度的变化适时地调整供热量，在各种干扰因素的作用下使炉温保持基本稳定，火道温度的监测是实现控制的必要手段。通常火道温度检测点为焦炉炉体的烧嘴砖表面温度，根据焦炉尺寸不同，测温点与放置测温装置的距离在6-12米范围内，测温孔与烧嘴砖距离较远，测量烧嘴砖温度的手段只能是非接触的测温装置。目前行业内较普遍采用手持式设备测温,人工输入控制系统，或者分体式在线连续测温设备测温自动输入控制系统的方法实现焦炉控制，前者存在人为因素大，误差大，劳动强度大的问题，后者存在成本高，维护困难等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种高温计，采用一体化设计，具有拆装维护方便，即装即用，运行维护成本低，且减少人为造成的误差的优点，解决了原有分体式设计中光纤部分易损坏、测量时无法排除可见光干扰，安装不便的问题。

为了解决技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种高温计，包括连接在一起的主体和上盖，所述主体和上盖相接触的边沿设置有供螺钉穿过的凸耳；

所述主体内设置电气导轨，所述电气导轨上设置有转换模块和扩展板；

所述主体开设有定位孔，通过螺钉连接的光传感器和光学镜头组装件插接在定位孔中；

所述主体的外周周向设置有电子天线、调试端口、电缆接口、气体单向阀和电池仓，所述电子天线、调试端口、电缆接口、电池仓与主体螺纹连接，且电池仓内安装有可拆卸的电池；

还包括有在主体下部的炉盖。

优选的，所述主体下部与炉盖之间设置有旋转阀。

优选的，所述主体和炉盖相接触的部位设置有隔热垫。

优选的，所述主体和上盖之间设置有O型圈。

优选的，所述转换模块和扩展板通过弹性卡扣安装在电气导轨上。

优选的，所述光传感器和光学镜头组装件组装件插接在定位孔中，并通过碰珠装置进行导向定位。

优选的，所述转换模块为电子转换装置，用于将光传感器10输出的电信号转化为温度信号。

相对于现有技术，本实用新型的优点在于：

(1)本实用新型通过一体化结构设计，转换模块与光学镜头组装件共置一个壳体内,无需光纤连接，节约了成本；

(2)本实用新型将光学镜头组装件内置于装置内，可避免可见光的干扰，保持光电转换后读数的稳定性，提高数据可靠性；

(3)本实用新型结构简单、操作方便、设计合理、节约资源，并且环境友好；

(4)本实用新型采用模块化设计，光学镜头组装件与壳体，转换模块与电气导轨采用弹性卡件连接，更换时通过插拔即可完成拆装。

附图说明

图1是本实用新型高温计的结构示意图；

图2是本实用新型高温计的主视结构示意图；

图3是本实用新型高温计的侧视结构示意图；

图4是本实用新型高温计的俯视结构示意图；

附图标记说明：

1-隔热垫，2-主体，3-电气导轨，4-O型圈，5-上盖，6-气体单向阀，7-调试端口，8-电缆接口，9-光学镜头组装件，10-光传感器，11-转换模块，12-扩展板，13-电池，14-电池仓，15-螺钉，16-电子天线，17-炉盖，18-旋转阀。

具体实施方式

下面结合附图及实施例描述本实用新型具体实施方式：

需要说明的是，本说明书所附图中示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述目的，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

实施例一

如图1所示，一种高温计，包括连接在一起的主体2和上盖5，所述主体2和上盖5相接触的边沿设置有供螺钉15穿过的凸耳，即主体2和上盖5是通过螺栓连接的；

所述主体2内设置电气导轨3，所述电气导轨3上设置有转换模块11和扩展板12；电气导轨3采用DN35导轨，使用导轨是工业电气元器件的一种安装方式，安装支持此标准的电气元器件可方便地卡在导轨上而无需用螺丝固定，维护也很方便。扩展板12的是为预留安装各种转换模块存在的，如当使用电池的场景，也可在扩展板12上安装电池管理模块。

所述主体2的底部开设有定位孔，通过螺钉连接的光传感器10和光学镜头组装件9组装件插接在定位孔中；光学镜头组装件9由石英玻璃和不锈钢组成，具备耐一定高温特点，为防止立火道的烟尘污染，避免玻璃融化，镜头前设有导风口，通过连续向导风口送入清洁空气或氮气，形成相对立火道的微正压，阻止烟尘进入到光学系统中。光传感器10是一种温度检测装置，能接收被测目标辐射能量，并将辐射能量变换为电信号，转换模块11对电信号通过一定的方法转换为所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

所述主体2的外周周向设置有电子天线16、调试端口7、电缆接口8、气体单向阀6和电池仓14，所述电子天线16、调试端口7、气体单向阀6、电缆接口8、电池仓14与主体2螺纹连接，且电池仓14内安装有可拆卸的电池13，可在不打开上盖5的情况下，单独拧开电池仓14来更换电池13，对于不需要电池采用外接电源的场景，将电池仓14用堵头堵死即可；

布置在主体外周的端口用于连接外部调试器、通讯电缆、电源电缆、气源等接头，安装方向可根据实际情况灵活选用；

调试端口7用于外接调试设备，可在不打开上盖5的前提下设置参数。

电缆接口8用于安装RS485总线通讯或4-20mA二线制通讯所需电缆，以及电源电缆。

电子天线16安装位置孔可针对内部安装无线发射接收装置的测温仪，不用时用堵头堵死即可；电子天线16用于需要无线信号传输。

气体单向阀6用于将仪表空气或氮气引入主体2，然后通过光学镜头组装件9前端流出进入火道，保证整个主体2内部相对火道为微正压，内部气流经过主体2内部时，带走热量，保证转换模块11等电子设备正常工作，同时防止火道内不洁烟尘等进入主体内部，污染光学镜头组装件9。

还包括有在主体2下部的炉盖17；且主体2下部与炉盖17的连接部分尺寸减小，可减少热传导。

进一步地，所述主体2下部与炉盖17之间设置有旋转阀18；旋转阀18是一种通过旋转部件转动使阀从开位变化至关位的机械装置，作用是在更换光学镜头组装件9时，可旋转旋转阀18，将立火道与主体2内部隔离开，防止炉内热气从测温孔喷出，污染内腔，光学镜头组装件9安装完毕后，转动阀体使其再次联通。也可以采用拉板等其它装置实现同样功能。

进一步地，所述主体2和炉盖17相接触的部位设置有隔热垫1，可阻断高热炉盖17与主体2之间的直接热传导，避免影响高温计的测温精确度。

进一步地，所述主体2和上盖5之间设置有O型圈4，O型圈4是一种截面为圆形的橡胶密封圈，因其截面为O型，故称其为O型橡胶密封圈，也叫O型圈，O型密封圈适用于在规定的温度、压力、以及不同的液体和气体介质中，在静止或运动状态下起密封作用。

进一步地，所述转换模块11和扩展板12通过弹性卡扣安装在电气导轨3上，更换时通过插拔即可完成拆装。

进一步地，所述光传感器10和光学镜头组装件9组装件插接在定位孔中，并通过碰珠装置进行导向定位，碰珠装置是一种由壳体，弹簧，球珠或柱体组成的机械装置，以实现光传感器10和光学镜头组装件9组装件的定位和锁紧，更换组装件时只需要拔下即可。

进一步地，所述转换模块11为电子转换装置，用于将电压信号转化为数字量，通过算法进而得到温度数据。转换模块11是包括通讯电路、电源电路、CPU电路、存储器、接口保护电路等的电子组装件，CPU电路内部存储有专用软件对数据进行处理。

传统的在线光电高温计由三部分构成：光学镜头组装件、光纤和光电转换装置。其中，光学镜头组装件由石英玻璃和不锈钢组成，具备耐一定高温特点。为防止立火道的烟尘污染，避免玻璃融化，镜头前设有导风口，通过连续向导风口送入清洁空气或氮气，形成相对立火道的微正压，阻止烟尘进入到光学系统中。

光纤把光学镜头组装件收集的光信号传送给光电转换装置。光纤用金属软管保护,安放在沿装料机铁轨布置的槽钢中，槽钢内铺设有保温材料，防止火焰直接炙烤。

光电转换装置将光信号转化成温度信号后送控制系统。

该系统通过光纤将辐射传导到仪表系统，仪表系统可以安装在温度较低的环境，光学系统及光纤可承受200度左右的环境温度,从而实现了在线连续测量。

传统的在线光电高温计存在的主要缺点如下:

1、光纤

成本高，耐高温的光纤国内产品还不成熟，进口的价格昂贵。

制造复杂，出入光表面要求无任何污染，平面精度达到一定等级才行，否则造成传导衰减率不一致。但光纤长度需要现场确定后定做，还必须现场安装，污染问题无法解决，光纤长度不一致，拐弯半径不同造成光衰减系数不确定，造成最终精度下降。

光纤性脆易断，目前的安装保护方案，正常工作寿命为2-3年，损坏后只有专业人员进行维修更换，用户无法自行处理。

2、测量系统无法排除可见光干扰

光电转换后读数波动非常大(20-30度)，只能通过软件进行数据处理的方法得到稳定输出，数据可靠性不高。

3、技术更新缓慢

系统采用2线制电流方式传输信号，需要在控制室二次转换为数字量，造成系统复杂，投资大，维护困难。

4、安装不便

立火道测温口位于炉顶，炉盖温度有300左右，加煤车不断行走，烟尘很大，炉顶温度很高(夏季70多度)，可用操作时间极短，在这种工况下进行需要精细安装的光纤安装工作，难度极大。

与以上传统在线光电高温计相比，本实用新型采用一体式设计，转换模块11与光学镜头组装件9共置一个壳体内，无需光纤连接，充分利用了仪表空气或氮气的两个功能，及吹扫功能，冷却功能。且模块化的设计，光学镜头组装件9与主体2，转换模块11与主体2采用弹性件连接，更换时通过插拔即可完成拆装。

主体2内部设计有导风墙，设计有温差发电模块安装位置，气流通过气管接头进入后，首先吹扫发电模块，提高温差发电转换效率。

外表面涂刷有隔热涂料，阻挡太阳辐射及炉面高热烘烤，降低吹扫冷却气体损耗，同时在偶然断气情况下不至于马上造成元器件热损坏。

使用时，通常火道温度检测点为焦炉炉体的烧嘴砖表面温度，根据焦炉尺寸不同，测温点与放置测温装置的距离在6-12米范围内，测温孔与烧嘴砖距离较远，采用非接触的测温装置，将炉盖17置于测温孔上进行测温工作。

最终温度数据可采用多种传输方法传输给控制系统：

1、采用RS485型主板，实现RS485接口与上位机通讯，实测温度，上传数据一一对应，配套的PC机用户调整软件可对本高温计进行配置及校准，读取被测温度值；申请号为2017216960594专利名称《RS485型光电高温计》公开了相应的技术方案。

2、采用2线制4-20mA电流环接口的主板，用电流方式与上位机通讯，电流大小与温度一一对应，上位机可以通过卡件将电流信号转换为温度值。

3、采用无线信号传输主板，采用433mHz载波的LORA扩频传输模块，或2.4gHz载波的Zigbee模块实现数据传输。

本实用新型的工作原理如下：

具有一定温度的物体都在不停地向周围空间发出辐射能量，物体辐射能量的大小与其表面温度有关系，可以通过对物体自身辐射能量的测量，准确地测定它的表面温度，这就是辐射测温所依据的客观基础。物体向周围空间辐射能量的强度分布为：

式中：C———光速

h———普朗克常数

k———玻尔滋曼常数

T———绝对温度

λ———光波波长

ε———黑度系数(发射率)

所有实际物体的辐射量除与辐射波长及物体的温度相关外，还与物体的材料种类、表面状态和环境条件等因素有关，一般用发射率来描述这一特征。发射率表示实际物体的热辐射与黑体辐射的接近程度，其值域为[0，1]。根据辐射定律，得到物体材料发射率，就可计算出该物体的辐射特性。

本实用新型是一种在线式高温计，一体化设计，具备拆装维护方便，即装即用，运行维护费用低的特点。

本实用新型提供了针对焦炉实施例,可以通过更换炉盖为其它连接器应用在焙烧窑，煅烧窑等其它领域实施温度测量。

上面结合附图对本实用新型优选实施方式作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

不脱离本实用新型的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本实用新型不限于特定的实施方式，本实用新型的范围由所附权利要求限定。

Claims (7)

1.一种高温计，其特征在于：包括连接在一起的主体（2）和上盖（5），所述主体（2）和上盖（5）相接触的边沿设置有供螺钉（15）穿过的凸耳；

所述主体（2）内设置电气导轨（3），所述电气导轨（3）上设置有转换模块（11）和扩展板（12）；

所述主体（2）的底部开设有定位孔，通过螺钉连接的光传感器（10）和光学镜头组装件（9）插接在定位孔中；

所述主体（2）的外周周向设置有电子天线（16）、调试端口（7）、电缆接口（8）、气体单向阀（6）和电池仓（14），所述电子天线（16）、调试端口（7）、电缆接口（8）、电池仓（14）与主体（2）螺纹连接，且电池仓（14）内安装有可拆卸的电池（13）；

还包括有在主体（2）下部的炉盖（17）。

2.根据权利要求1所述的高温计，其特征在于：所述主体（2）下部与炉盖（17）之间设置有旋转阀（18）。

3.根据权利要求2所述的高温计，其特征在于：所述主体（2）和炉盖（17）相接触的部位设置有隔热垫（1）。

4.根据权利要求3所述的高温计，其特征在于：所述主体（2）和上盖（5）之间设置有O型圈（4）。

5.根据权利要求4所述的高温计，其特征在于：所述转换模块（11）和扩展板（12）通过弹性卡扣安装在电气导轨（3）上。

6.根据权利要求5所述的高温计，其特征在于：所述光传感器（10）和光学镜头组装件（9）插接在定位孔中，并通过碰珠装置进行导向定位。

7.根据权利要求1所述的高温计，其特征在于：所述转换模块（11）为电子转换装置，用于将光传感器（10）输出的电信号转化为温度信号。