CN212228310U - 适用于具有风口结构炉体的风口区域设备检测及预警系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于具有风口结构炉体的风口区域设备检测及预警系统，包括红外热像仪、一氧化碳传感器、现场控制系统以及工控机；现场控制系统包括设置在控制柜内的图像采集控制电路板、一氧化碳信号采集电路板和单片机；红外热像仪通过旋转底座设置在与炉体风口相对的位置处；图像采集控制电路板的一端与单片机连接、另一端分别与红外热像仪和旋转底座连接；一氧化碳传感器设置在炉体风口邻侧；一氧化碳信号采集电路板的一端与一氧化碳传感器连接、另一端与单片机连接；工控机通过网线分别与单片机和红外热像仪连接；该设备能够准确定位风口处关键部件是否存在破损部位并判断出破损严重程度，有效防止发生重大的生产安全事故的发生。

Description

适用于具有风口结构炉体的风口区域设备检测及预警系统

技术领域

本实用新型涉及智能检测及预警系统技术领域，特别涉及一种适用于具有风口结构炉体的风口区域设备检测及预警系统。

背景技术

在炼铁工艺中，炉体风口是十分重要设备，承担向气化炉喷入氮气和氧气的重任，是炼铁炉安全生产的重要保证。由于其长期承受高温、腐蚀、热疲劳和磨粒冲蚀，而很容易烧损，使冷却水流入炉体内部，造成炉温降低。严重时还可能导致水蒸气爆炸，造成铁水外流的重大生产事故。因此，及早发现风口破损是保证生产安全进行的重要前提条件。由于风口破损后，炉内高温气体会进入风口冷却水中使水温上升，同时破损处会有有害的一氧化碳气体逸出，因此，实时监测冷却水管表面温度的异常变化，以及异常变化处处是否存在一氧化碳气体逸出能够准确定位破损部位和破损程度，以实现有效对炉体使用状态是否处于正常工作状态进行判断。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够实现准确定位破损部位和严重程度的适用于具有风口结构炉体的风口区域设备检测及预警系统。

为此，本实用新型技术方案如下：

一种适用于具有风口结构炉体的风口区域设备检测及预警系统，包括设置在现场的红外热像仪、一氧化碳传感器和现场控制系统，以及设置在控制室内的工控机；现场控制系统包括设置在控制柜内的图像采集控制电路板、一氧化碳信号采集电路板和单片机；其中，红外热像仪通过旋转底座设置在距离炉体2.5～3m处，且与炉体风口相对的位置处；图像采集控制电路板的一端通过信号传输线与单片机连接、另一端通过信号传输线分别与红外热像仪和旋转底座连接；一氧化碳传感器设置在炉体风口邻侧；一氧化碳信号采集电路板的一端通过信号传输线与一氧化碳传感器连接、另一端通过信号传输线与单片机连接；工控机通过网线分别与单片机和红外热像仪连接。

进一步地，所述单片机采用单片机STM32F407。

进一步地，在控制柜顶部还设置有现场报警器，其通过信号传输线与单片机连接，用于向现场发出报警音效。

进一步地，在控制室内还设置有控制室报警器，其通过信号传输线与工控机连接，用于向中心控制室发出报警音效。

与现有技术相比，该适用于具有风口结构炉体的风口区域设备检测及预警系统通过红外热像仪实时监测风口处关键部件表面温度的异常变化，并根据一氧化碳传感器的一氧化碳逸出浓度变化，准确定位风口处关键部件是否存在破损部位并判断出破损严重程度，大大提高了设备的智能化程度的功能，有效防止发生重大的生产安全事故的发生。

附图说明

图1为本实用新型的适用于具有风口结构炉体的风口区域设备检测及预警系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的说明，但下述实施例绝非对本实用新型有任何限制。

如图1所示，该适用于具有风口结构炉体的风口区域设备检测及预警系统包括设置在现场的红外热像仪、一氧化碳传感器、现场报警器和现场控制系统，以及设置在控制室内的工控机和控制室报警器；其中，

红外热像仪通过旋转底座设置在距离炉体2.5～3m处，且与炉体风口相对的位置处，用于对炉体风口设备处的各个部件和零件，如冷却水管进行红外图像采集，以实现获取关键部件的表面温度；旋转底座采用相机云台，使红外热像仪的红外图像采集镜头角度可调节，以实现调节炉体风口位于红外热像仪镜头的正前方；

一氧化碳传感器设置在炉体风口邻侧，实时监测炉体风口处是否有一氧化碳气体逸出以及一氧化碳气体的浓度；

现场控制系统包括设置在控制柜内的图像采集控制电路板、一氧化碳信号采集电路板和单片机STM32F407；其中，

图像采集控制电路板的信号输入端通过信号传输线与单片机STM32F407连接，用于接收单片机STM32F407传输的控制红外热像仪焦距调节的焦距调节信号和控制旋转底座角度调节的角度调节信号；图像采集控制电路板的信号输出端通过信号传输线分别与红外热像仪和旋转底座连接，用于将单片机STM32F407传输的焦距调节信号和角度调节信号分别传输至红外热像仪和旋转底座；

一氧化碳信号采集电路板的信号输入端通过信号传输线与一氧化碳传感器连接，以接收一氧化碳传感器检测到的电压信号和电流信号；一氧化碳信号采集电路板的信号输出端通过信号传输线与单片机STM32F407连接，将接收到的电压信号和电流信号转换为一氧化碳浓度并进行存储；

工控机通过网线分别与单片机STM32F407和红外热像仪连接，以接收单片机STM32F407实时传输的一氧化碳浓度数据以及红外热像仪传输的红外图像信号，以及向单片机STM32F407发送控控制信号和报警信号；工控机上安装有图像处理与分析软件，将红外热像仪实时采集并发送至工控机的红外图像进行处理，采集风口处关键部件处的温度数据，并与一氧化碳浓度进行比较分析，判断出炉体风口处部件是否存在温度异常和破损状况，并根据温度异常值和一氧化碳浓度值确定破损严重状况；

控制室报警器与工控机通过数据传输线连接，该控制室报警器用于当工控机判断出炉体风口处部件存在温度异常和破损状况时，发送报警信号给控制室报警器，控制室报警器启动，发出警报，提醒控制室操作人员关注；现场报警器的信号输入端与单片机STM32F407的信号输出端通过信号传输线连接，该现场报警器用于当工控机判断出炉体风口处部件存在温度异常和破损状况时，发送报警信号给单片机STM32F407，并经过单片机STM32F407发送至现场报警器，现场报警器启动，发出警报，提醒现场操作人员关注。

在本实施例中，红外热像仪、一氧化碳传感器、图像采集控制电路板、一氧化碳信号采集电路板、单片机STM32F407、工控机、现场报警器和控制室报警器均购自市售产品；图像处理与分析软件具体采用睿河高炉炉顶伪彩测温显示系统V1.0，软著登记号2007SR15833，或采睿河高炉炉顶伪彩测温显示系统V2.0，软著登记号2019SR1320307。

该适用于具有风口结构炉体的风口区域设备检测及预警系统的工作原理：

在炉体工作过程中，工控机利用网络数据传送，控制红外热像仪的红外图像采集焦距和采集角度，红外热像仪实时采集炉体风口处红外图像并传送至工控机，一氧化碳传感器实时监测炉体风口处的一氧化碳浓度并传送至单片机完成浓度数据换算，由单片机存储浓度数据同时传送至工控机；工控机对红外图像和一氧化碳浓度数据进行处理和分析，判断出炉体风口处部件是否存在温度异常和破损状况，并根据温度异常值和一氧化碳浓度值确定破损严重状况；当判断出炉体风口处存在温度异常和破损问题时，工控机发出报警信号至控制室报警器，同时通过单片机发送报警信号至现场报警器，以启动控制室报警器和现场报警器，发出报警音效，引起现场操作人员和控制室内的操作人员的注意。

Claims (4)

1.一种适用于具有风口结构炉体的风口区域设备检测及预警系统，其特征在于，包括设置在现场的红外热像仪、一氧化碳传感器和现场控制系统，以及设置在控制室内的工控机；现场控制系统包括设置在控制柜内的图像采集控制电路板、一氧化碳信号采集电路板和单片机；其中，红外热像仪通过旋转底座设置在距离炉体2.5～3m处，且与炉体风口相对的位置处；图像采集控制电路板的一端通过信号传输线与单片机连接、另一端通过信号传输线分别与红外热像仪和旋转底座连接；一氧化碳传感器设置在炉体风口邻侧；一氧化碳信号采集电路板的一端通过信号传输线与一氧化碳传感器连接、另一端通过信号传输线与单片机连接；工控机通过网线分别与单片机和红外热像仪连接。

2.根据权利要求1所述的适用于具有风口结构炉体的风口区域设备检测及预警系统，其特征在于，所述单片机采用单片机STM32F407。

3.根据权利要求1所述的适用于具有风口结构炉体的风口区域设备检测及预警系统，其特征在于，在控制柜顶部还设置有现场报警器，其通过信号传输线与单片机连接。

4.根据权利要求1所述的适用于具有风口结构炉体的风口区域设备检测及预警系统，其特征在于，在控制室内还设置有控制室报警器，其通过信号传输线与工控机连接。

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