RU2141629C1 - Method and device to determine internal temperature on metallurgical plants - Google Patents

Method and device to determine internal temperature on metallurgical plants Download PDF

Info

Publication number
RU2141629C1
RU2141629C1 RU96119684A RU96119684A RU2141629C1 RU 2141629 C1 RU2141629 C1 RU 2141629C1 RU 96119684 A RU96119684 A RU 96119684A RU 96119684 A RU96119684 A RU 96119684A RU 2141629 C1 RU2141629 C1 RU 2141629C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
radiation
gaseous medium
limiting
wavelength
Prior art date
Application number
RU96119684A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96119684A (en
Inventor
Лисиенко Владимир
Попов Борис
Original Assignee
Сименс АГ
НПВП Торекс
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сименс АГ, НПВП Торекс filed Critical Сименс АГ
Publication of RU96119684A publication Critical patent/RU96119684A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2141629C1 publication Critical patent/RU2141629C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D21/00—Arrangements of monitoring devices; Arrangements of safety devices
    • F27D21/0014—Devices for monitoring temperature
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/0003—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for sensing the radiant heat transfer of samples, e.g. emittance meter

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: invention refers to determination of internal temperature in metallurgical plants which contain gaseous atmosphere, for example air, and are limited by at least two limiting surfaces. Wall of metallurgical plant or material processed in metallurgical plant, for instance, can be first limiting surface and another wall of metallurgical plant can be second limiting surface. Internal temperature of gaseous atmosphere and of first and second limiting surface, if necessary, is determined by measurement of value characterizing temperature of second limiting surface and by measurement of radiation of first limiting surface for three radiation frequencies as minimum. EFFECT: increased precision of determination of internal temperature. 15 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к способу и устройству определения внутренней температуры в металлургических установках, как, например, агломерационные установки, камеры сгорания, машины для обжига, установки для спекания или зоны нагрева и охлаждения с газообразной средой, например воздухом, внутри металлургических установок. The invention relates to a method and apparatus for determining the internal temperature in metallurgical plants, such as sinter plants, combustion chambers, roasting machines, sintering plants or heating and cooling zones with a gaseous medium, such as air, inside metallurgical plants.

Из монографии "Улучшение топливоиспользования и управление теплообменом в металлургических печах", Лисиенко В.Г., Волков В.В, Маликов Ю.К., М.: Металлургия, 1988. - 230 с. известен способ бесконтактного измерения температуры экранированной поверхности твердого тела пирометром излучения, в котором используют светофильтр для устранения экранирующего влияния селективно-излучающей газообразной среды. При этом прохождение излучения от поверхности тела к приемнику излучения обеспечивается окном прозрачности газов. Для устранения фонового потока, отраженного от поверхности излучения, используют с таким же светофильтром второй пирометр, который направлен на внутреннюю сторону поверхности второй стенки многостенного сосуда. Этот способ однако приводит к невысокой точности измерения, в частности, в агрегатах с содержащей пыль газовой атмосферой, где имеет место дополнительное экранирование излучения за счет частичек сажи и пыли. From the monograph "Improving fuel use and heat transfer control in metallurgical furnaces", Lisienko V.G., Volkov V.V., Malikov Yu.K., M .: Metallurgy, 1988. - 230 p. A method of non-contact measurement of the temperature of a shielded surface of a solid body by a radiation pyrometer is known, in which a light filter is used to eliminate the screening effect of a selectively emitting gaseous medium. In this case, the passage of radiation from the surface of the body to the radiation receiver is provided by the window of transparency of gases. To eliminate the background flow reflected from the radiation surface, a second pyrometer is used with the same light filter, which is directed to the inner side of the surface of the second wall of the multi-walled vessel. This method, however, leads to low measurement accuracy, in particular, in units with a dusty gas atmosphere, where additional radiation shielding due to soot and dust particles takes place.

Задачей изобретения является указание способа и соответственно устройства, при помощи которых может быть увеличена по сравнению с уровнем техники точность определения внутренней температуры в металлургических установках, например, как агломерационные установки, камеры сгорания, машины для обжига, установки для спекания или зоны нагрева и охлаждения. При этом желательно, чтобы расходы на устройство для определения этой температуры по сравнению с уровнем техники по возможности уменьшались или повышались по меньшей мере незначительно. The objective of the invention is to indicate a method and, accordingly, a device by which the accuracy of determining the internal temperature in metallurgical plants, for example, as sinter plants, combustion chambers, roasting machines, sintering plants or heating and cooling zones, can be increased compared with the prior art. Moreover, it is desirable that the cost of a device for determining this temperature compared with the prior art, if possible, decreased or increased at least slightly.

Согласно изобретению задача решается посредством способа, а также соответствующего устройства для определения внутренней температуры в металлургических установках, например, как агломерационные установки, камеры сгорания, машины для обжига, установки для спекания или зоны нагрева и охлаждения с газообразной средой, например воздухом, внутри металлургических установок, которые ограничены по меньшей мере двумя ограничивающими поверхностями, первой и второй ограничивающими поверхностями, причем температуру газообразной среды и, при необходимости, первой и второй ограничивающих поверхностей определяют путем измерения величины, характеризующей температуру второй ограничивающей поверхности, и путем измерения излучения первой ограничивающей поверхности для по меньшей мере трех частот излучения. Таким образом можно учесть воздействие на излучение газообразной среды, например, частичек сажи и пыли, без необходимости знать заранее эти характеристики газообразной среды. Благодаря измерению величины, характеризующей температуру второй ограничивающей поверхности, и измерению излучения первой ограничивающей поверхности для по меньшей мере трех частот излучения, можно составить три соотношения, в которых по меньшей мере одну характеристическую величину газообразной среды, например, ее характеристику поглощения, принимают за неизвестную математическую величину в системе уравнений, чтобы рассчитать ее таким образом. According to the invention, the problem is solved by means of a method, as well as a corresponding device for determining the internal temperature in metallurgical plants, for example, as sinter plants, combustion chambers, roasting machines, sintering plants or heating and cooling zones with a gaseous medium, such as air, inside metallurgical plants which are bounded by at least two bounding surfaces, first and second bounding surfaces, the temperature of the gaseous medium and, at necessity, the first and second bounding surfaces are determined by measuring the quantity characterizing the temperature of the second bounding surface, and by measuring the radiation of the first bounding surface for at least three frequencies of radiation. Thus, it is possible to take into account the effect on the radiation of a gaseous medium, for example, particles of soot and dust, without having to know in advance these characteristics of the gaseous medium. By measuring a value characterizing the temperature of the second confining surface and measuring the radiation of the first confining surface for at least three radiation frequencies, three relationships can be made in which at least one characteristic value of the gaseous medium, for example, its absorption characteristic, is taken as an unknown mathematical value in the system of equations to calculate it in this way.

При преимущественном исполнении изобретения температуру газообразной среды и, при необходимости, температуру первой и второй ограничивающих поверхностей определяют путем измерения величины, характеризующей температуру второй ограничивающей поверхности и путем измерения излучения первой ограничивающей поверхности для четырех частот излучения. Путем измерения для четырех частот излучения можно составить четыре зависимости, две из которых можно использовать для того, чтобы учесть обе, рассматриваемые в качестве существенных величины воздействия газообразной среды на излучение, такие как характеристики поглощения газообразной среды и степень черноты газообразной среды, не зная их в явном виде. Таким образом можно вычислить влияние газообразной среды на отраженное излучение. Путем учета характеристик газообразной среды относительно их воздействия на отраженное излучение можно по сравнению с известным способом значительно повысить точность косвенного определения температуры в металлургических установках. In an advantageous embodiment of the invention, the temperature of the gaseous medium and, if necessary, the temperature of the first and second confining surfaces are determined by measuring a value characterizing the temperature of the second confining surface and by measuring the radiation of the first confining surface for four radiation frequencies. By measuring for four radiation frequencies, four dependencies can be compiled, two of which can be used to take into account both, which are regarded as significant quantities of the effect of a gaseous medium on radiation, such as the absorption characteristics of a gaseous medium and the degree of blackness of a gaseous medium, without knowing them in explicit form. In this way, the effect of the gaseous medium on the reflected radiation can be calculated. By taking into account the characteristics of the gaseous medium relative to their effect on the reflected radiation, it is possible, in comparison with the known method, to significantly increase the accuracy of indirect temperature determination in metallurgical plants.

В дальнейшем преимущественном исполнении изобретения температуру газообразной среды и, при необходимости, температуру первой или второй ограничивающих поверхностей определяют через соотношение между измеренным излучением первой ограничивающей поверхности для одной частоты излучения, температурой первой ограничивающей поверхности, температурой газообразной среды, температурой второй ограничивающей поверхности и характеристиками поглощения излучения газообразной среды. При этом используют подходящее для этого соотношение

Figure 00000002

где E λ f1 - измеренное эффективное излучение первой ограничивающей поверхности для длины волны λ,
ε λ 1 - степень черноты поверхности первой ограничивающей поверхности относительно длины волны λ,
E λ 0 (T1) - плотность излучения абсолютно черного тела в зависимости от температуры первой ограничивающей поверхности T1 относительно длины волны λ,
α λ M1 - характеристика поглощения газообразной среды относительно длины волны λ,
ε λ M1 - степень черноты газообразной среды относительно длины волны λ,
E λ 0 - плотность излучения абсолютно черного тела при температуре газообразной среды ТM относительно длины волны λ и
E λ 1 - падающее на первую ограничивающую поверхность излучение относительно длины водный λ.
Это соотношение особенно подходит для определения температуры газообразной среды при неизвестных характеристиках газообразной среды относительно воздействия на отраженное излучение, а также температуру обрабатываемого материала.In a further advantageous embodiment of the invention, the temperature of the gaseous medium and, if necessary, the temperature of the first or second limiting surfaces are determined through the ratio between the measured radiation of the first limiting surface for one radiation frequency, the temperature of the first limiting surface, the temperature of the gaseous medium, the temperature of the second limiting surface and the absorption characteristics of radiation gaseous medium. An appropriate ratio is used for this.
Figure 00000002

where e λ f1 - the measured effective radiation of the first limiting surface for wavelength λ,
ε λ 1 - the degree of blackness of the surface of the first bounding surface relative to the wavelength λ,
E λ 0 (T 1 ) is the radiation density of a completely black body depending on the temperature of the first bounding surface T 1 relative to the wavelength λ,
α λ M1 - characteristic absorption of a gaseous medium relative to wavelength λ,
ε λ M1 - the degree of blackness of the gaseous medium relative to the wavelength λ,
E λ 0 - the radiation density of a completely black body at a temperature of the gaseous medium T M relative to the wavelength λ and
E λ 1 - radiation incident on the first surface bounding surface with respect to the length of water λ.
This ratio is particularly suitable for determining the temperature of a gaseous medium with unknown characteristics of a gaseous medium with respect to the effect on reflected radiation, as well as the temperature of the material being processed.

Для этого составляют соотношение

Figure 00000003

для четырех различных частот излучения, т.е. четырех различных длин волн, и решают вытекающую из него систему четырех уравнений с четырьмя неизвестными, причем в качестве их решения получают температуру первой ограничивающей поверхности, температуру газообразной среды, а также характеристики поглощения и черноты газообразной среды.To do this, make up the ratio
Figure 00000003

for four different radiation frequencies, i.e. four different wavelengths, and solve the resulting system of four equations with four unknowns, moreover, the temperature of the first limiting surface, the temperature of the gaseous medium, as well as the absorption and blackness of the gaseous medium are obtained as their solution.

В дальнейшем преимущественном исполнении изобретения температуру газообразной среды и, при необходимости, температуру первой или второй ограничивающей поверхности определяют путем измерения излучения первой и второй ограничивающих поверхностей для по меньшей мере трех частот излучения. Особенно преимущественным является при этом определение температуры газообразной среды и, при необходимости, температуры первой и второй ограничивающих поверхностей путем измерения излучения первой и второй ограничивающих поверхностей каждый раз для четырех частот излучения с использованием соотношения между измеренным излучением первой и второй ограничивающих поверхностей для одной частоты излучения, температурой первой ограничивающей поверхности, температурой второй ограничивающей поверхности, температурой газообразной среды и характеристикой поглощения излучения газообразной среды. Это является особенно предпочтительным в том случае, когда непосредственное измерение температуры второй ограничивающей поверхности, например при помощи термопар или температурно-зависимых сопротивлений, невозможно или нежелательно. In a further advantageous embodiment of the invention, the temperature of the gaseous medium and, if necessary, the temperature of the first or second confining surface are determined by measuring the radiation of the first and second confining surfaces for at least three radiation frequencies. In this case, it is especially advantageous to determine the temperature of the gaseous medium and, if necessary, the temperature of the first and second confining surfaces each time for four radiation frequencies using the ratio between the measured radiation of the first and second confining surfaces for one radiation frequency, the temperature of the first limiting surface, the temperature of the second limiting surface, the temperature of the gaseous medium s and the characteristic absorption of radiation of a gaseous medium. This is particularly advantageous when directly measuring the temperature of the second confining surface, for example using thermocouples or temperature-dependent resistances, is impossible or undesirable.

В дальнейшем преимущественном исполнении изобретения из соотношения

Figure 00000004

а также соотношения
Figure 00000005

где
E λ f2 - измеренное эффективное излучение второй ограничивающей поверхности для длины волны λ,
ε λ 2 - степень черноты поверхности второй ограничивающей поверхности относительно длины волны λ,
E λ 0 (T2) - плотность излучения абсолютно черного тела в зависимости от температуры второй ограничивающей поверхности T2 относительно длины волны λ,
α λ M2 - характеристика поглощения газообразной среды относительно длины волны λ,
ε λ M2 - степень черноты газообразной среды относительно длины волны λ и
E λ 2 - падающее на вторую ограничивающую поверхность излучение относительно длины волны λ
составляют каждый раз уравнения для четырех различных частот излучения, то есть четырех длин волн и решают вытекающую из этого систему восьми уравнений с восьмью неизвестными, причем в качестве их решения получают температуру первой и второй ограничивающих поверхностей, температуру газообразной среды, а также характеристики поглощения и черноты газообразной среды.In a further advantageous embodiment of the invention from the ratio
Figure 00000004

as well as the ratio
Figure 00000005

Where
E λ f2 - the measured effective radiation of the second confining surface for wavelength λ,
ε λ 2 - the degree of blackness of the surface of the second bounding surface relative to the wavelength λ,
E λ 0 (T 2 ) is the radiation density of a completely black body depending on the temperature of the second bounding surface T 2 relative to the wavelength λ,
α λ M2 - characteristic absorption of a gaseous medium relative to wavelength λ,
ε λ M2 - the degree of blackness of the gaseous medium relative to the wavelength λ and
E λ 2 - radiation incident on the second surface bounding surface with respect to wavelength λ
each time they compose equations for four different radiation frequencies, that is, four wavelengths, and solve the resulting system of eight equations with eight unknowns, and the temperature of the first and second bounding surfaces, the temperature of the gaseous medium, and also the absorption and blackness characteristics are obtained as their solutions gaseous medium.

Дальнейшие преимущества и детали изобретения видны из нижеследующего описания примеров выполнения на основе чертежей в сочетании с подпунктами формулы изобретения, а именно:
Фиг. 1 - устройство для сушки окомкованного материала
Фиг. 2 - устройство для сушки окомкованного материала с альтернативным измерением температуры
Фиг. 3 - соответствующее изобретению измерительное устройство с одним пирометром
Фиг. 4 - соответствующее изобретению измерительное устройство с двумя пирометрами
Фиг. 1 показывает устройство для сушки окомкованного материала. При этом окомкованный материал проходит по ленточному конвейеру 1 через сушильную камеру 4. Температуру внутри сушильной камеры 4 измеряют устройством для измерения температуры, которое содержит пирометр 7, при помощи которого измеряют излучение функционирующей в качестве ограничивающей поверхности первой стенки 2, температурный чувствительный элемент, например термопару 6, а также блок обработки данных 8. При помощи пирометра 7 измеряют излучение первой стенки 2 через смотровое окно 5. На основании данных, полученных от пирометра 7 и термопары 6, при помощи которой измеряют температуру функционирующей в качестве ограничивающей поверхности второй стенки 3, блоком обработки данных 8 определяют температуру внутри сушильной камеры 4.Further advantages and details of the invention are apparent from the following description of exemplary embodiments based on the drawings in conjunction with the claims, namely:
FIG. 1 - device for drying pelletized material
FIG. 2 - device for drying pelletized material with an alternative temperature measurement
FIG. 3 - a measuring device according to the invention with one pyrometer
FIG. 4 - measuring device according to the invention with two pyrometers
FIG. 1 shows a device for drying pelletized material. In this case, the pelletized material passes through the conveyor belt 1 through the drying chamber 4. The temperature inside the drying chamber 4 is measured by a temperature measuring device, which contains a pyrometer 7, by means of which the radiation of the first wall 2 functioning as the limiting surface is measured, a temperature sensitive element, for example a thermocouple 6, as well as data processing unit 8. Using a pyrometer 7, the radiation of the first wall 2 is measured through the viewing window 5. Based on the data obtained from the pyrometer 7 and thermo ares 6, by which measure the temperature functioning as a restricting surface of the second wall 3, the data processing unit 8, determine the temperature within the drying chamber 4.

Фиг. 2 показывает устройство для сушки окомкованного материала подобно фиг. 1 с альтернативным измерением температуры. При этом окомкованный материал, как и на фиг. 1 проходит по ленточному конвейеру 1 через сушильную камеру 4. Температуру транспортируемого по ленточному конвейеру 1 окомкованного материала измеряют устройством для измерения температуры, которое имеет температурный чувствительный элемент, напр. термопару 6, пирометр 7, а также блок обработки данных 8. При помощи пирометра 7 измеряют через смотровое окно 5 излучение транспортируемого по ленточному конвейеру окомкованного материала, функционирующего в качестве первой ограничивающей поверхности. На основании температурных значений функционирующей в качестве ограничивающей поверхности стенки 3, полученных от пирометра 7 и термопары 6, блок обработки данных 8 определяет температуру окомкованного материала или его поверхности. FIG. 2 shows a device for drying pelletized material like FIG. 1 with alternative temperature measurement. Moreover, the pelletized material, as in FIG. 1 passes through a conveyor belt 1 through a drying chamber 4. The temperature of the pelletized material transported through the conveyor belt 1 is measured by a temperature measuring device that has a temperature sensitive element, e.g. a thermocouple 6, a pyrometer 7, as well as a data processing unit 8. Using a pyrometer 7, the radiation of pelletized material transported via a conveyor belt, which functions as the first confining surface, is measured through a viewing window 5. Based on the temperature values of the wall 3 functioning as the bounding surface, obtained from the pyrometer 7 and the thermocouple 6, the data processing unit 8 determines the temperature of the pelletized material or its surface.

Фиг. 3 показывает измерительные устройства с фиг. 1 или фиг. 2 в деталированном виде. При этом цифрой 9 обозначена первая ограничивающая поверхность, т. е. например, одна стенка металлургической установки или обрабатываемый в металлургической установке материал, цифрой 10 - вторая ограничивающая поверхность, т.е. например, стенка металлургической установки и цифрой 33 газообразная среда между первой ограничивающей поверхностью 9 и второй ограничивающей поверхностью 10. Термопарой 11 измеряют температуру на внутренней стороне второй ограничивающей поверхности и передают по линии передачи данных 12 в блок обработки данных 14. Далее измерительное устройство содержит пирометр 15, ось луча 17 которого направлена на внутреннюю поверхность первой ограничивающей поверхности. Отраженное от внутренней поверхности первой ограничивающей поверхности 9 излучение, проходя вдоль оси луча 17, попадает через интерференционный фильтр 16 в пирометр 15. Интерференционный фильтр 16 пропускает только четыре выбранные частоты излучения, подавляя другие частоты. Пирометр 15 подает в блок обработки данных 14 интенсивность выбранного излучения через линию передачи данных 13. Блок обработки данных 14 определяет из интенсивности излучения для отдельных выбранных четырех длин волн и из температурного сигнала, поступающего от термопары 11, температуру газообразной среды 33 и, при необходимости, температуру первой или второй ограничивающей поверхности. FIG. 3 shows the measuring devices of FIG. 1 or FIG. 2 in detail. In this case, the number 9 denotes the first bounding surface, i.e., for example, one wall of a metallurgical plant or the material processed in a metallurgical plant, number 10 indicates a second bounding surface, i.e. for example, the wall of the metallurgical plant and the number 33 gaseous medium between the first limiting surface 9 and the second limiting surface 10. Thermocouple 11 measure the temperature on the inner side of the second limiting surface and transmit via data line 12 to the data processing unit 14. Further, the measuring device contains a pyrometer 15 , the axis of the beam 17 of which is directed to the inner surface of the first bounding surface. The radiation reflected from the inner surface of the first confining surface 9, passing along the axis of the beam 17, passes through the interference filter 16 into the pyrometer 15. The interference filter 16 passes only four selected radiation frequencies, suppressing other frequencies. The pyrometer 15 feeds into the data processing unit 14 the intensity of the selected radiation through the data line 13. The data processing unit 14 determines from the radiation intensity for the individual selected four wavelengths and from the temperature signal from the thermocouple 11, the temperature of the gaseous medium 33 and, if necessary, temperature of the first or second bounding surface.

Фиг. 4 показывает альтернативное выполнение соответствующего изобретению измерительного устройства, которое отказывается от непосредственного определения температуры второй ограничивающей поверхности, например при помощи термопары или температурно-зависящих сопротивлений. При этом цифрой 20 обозначена первая ограничивающая поверхность, а цифрой 22 - вторая ограничивающая поверхность. Определяемой величиной является температура газообразной среды 34 и, при необходимости, температура первой или второй ограничивающей поверхности. Ось луча 26 первого пирометра 24 направлена на первую ограничивающую поверхность, а ось луча 29 второго пирометра 27 на вторую ограничивающую поверхность 21. Попадающее в пирометры 24 и 27 излучение отфильтровывают соответственно интерференционными фильтрами 25 и 28, каждый из которых пропускает только по четыре выбранных частоты излучения. Пирометры 24 и 27 измеряют интенсивности этого выбранного излучения, которое соответственно подают по линии передачи данных 30 и 31 в блок обработки данных 32. В блоке обработки данных 32 температуру газообразной среды 34 определяют из соотношения между измеренным излучением первой ограничивающей поверхности 20 для одной частоты излучения, температурой первой ограничивающей поверхности, температурой газообразной среды 34, температурой второй ограничивающей поверхности и характеристиками поглощения излучения газообразной среды 34, а также из соотношения между измеренным излучением второй ограничивающей поверхности 21 для одной частоты излучения, температурой второй ограничивающей поверхности, температурой газообразной среды 34, температурой первой ограничивающей поверхности и характеристиками поглощения излучения газообразной среды 34 путем составления и решения системы восьми уравнений, причем каждому уравнению соответствует одна выбранная длина волны. FIG. 4 shows an alternative embodiment of a measuring device according to the invention, which refuses to directly determine the temperature of the second limiting surface, for example by means of a thermocouple or temperature-dependent resistances. In this case, the number 20 denotes the first bounding surface, and the number 22 indicates the second bounding surface. The value to be determined is the temperature of the gaseous medium 34 and, if necessary, the temperature of the first or second bounding surface. The axis of the beam 26 of the first pyrometer 24 is directed to the first bounding surface, and the axis of the beam 29 of the second pyrometer 27 to the second bounding surface 21. The radiation entering the pyrometers 24 and 27 is filtered out by interference filters 25 and 28, respectively, each of which passes only four selected radiation frequencies . Pyrometers 24 and 27 measure the intensity of this selected radiation, which is respectively supplied via data line 30 and 31 to the data processing unit 32. In the data processing unit 32, the temperature of the gaseous medium 34 is determined from the ratio between the measured radiation of the first limiting surface 20 for one radiation frequency, the temperature of the first confining surface, the temperature of the gaseous medium 34, the temperature of the second confining surface and the absorption characteristics of the radiation of the gaseous medium 34, and also from the relationship between the measured radiation of the second limiting surface 21 for one radiation frequency, the temperature of the second limiting surface, the temperature of the gaseous medium 34, the temperature of the first limiting surface and the absorption characteristics of the radiation of the gaseous medium 34 by compiling and solving a system of eight equations, each equation having one selected wavelength .

Claims (15)

1. Способ определения внутренней температуры в металлургических установках, например агломерационные установки, камеры сгорания, машины для обжига, установки для спекания или зоны нагрева и охлаждения, которые содержат газообразную среду, например воздух, и которые ограничены по меньшей мере двумя ограничивающими поверхностями: первой ограничивающей поверхностью, например стенкой металлургической установки, или обрабатываемым в металлургической установке материалом и второй ограничивающей поверхностью, например другой стенкой металлургической установки, отличающийся тем, что внутреннюю температуру газообразной среды и первой или второй ограничивающей поверхности определяют путем измерения величины, характеризующей температуру второй ограничивающей поверхности, и путем измерения излучения первой ограничивающей поверхности для по меньшей мере трех частот излучения. 1. A method for determining the internal temperature in metallurgical plants, for example, sinter plants, combustion chambers, roasting machines, sintering plants or heating and cooling zones, which contain a gaseous medium, such as air, and which are limited by at least two limiting surfaces: the first limiting a surface, for example a wall of a metallurgical installation, or a material processed in a metallurgical installation and a second bounding surface, for example, another meta wall a metallurgical installation, characterized in that the internal temperature of the gaseous medium and the first or second confining surface is determined by measuring a value characterizing the temperature of the second confining surface, and by measuring the radiation of the first confining surface for at least three radiation frequencies. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что измерение излучения первой ограничивающей поверхности проводят для четырех частот. 2. The method according to claim 1, characterized in that the radiation measurement of the first limiting surface is carried out for four frequencies. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что вводят соотношение - зависимость между измеренным излучением первой ограничивающей поверхности для одной частоты излучения и температурой первой ограничивающей поверхности. температурой газообразной среды, температурой второй ограничивающей поверхности и характеристиками поглощения излучения газообразной среды. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the ratio is introduced - the relationship between the measured radiation of the first limiting surface for a single radiation frequency and the temperature of the first limiting surface. the temperature of the gaseous medium, the temperature of the second limiting surface and the absorption characteristics of the radiation of the gaseous medium. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что указанная зависимость имеет вид:
Figure 00000006

где E λ f1 - измеренное эффективное излучение первой ограничивающей поверхности для длины волны λ;
ε λ 1 - степень черноты поверхности первой ограничивающей поверхности относительно длины волны λ;
E λ 0 (T1) - плотность излучения абсолютно черного тела в зависимости от температуры (T1) первой ограничивающей поверхности;
α λ M1 - характеристика поглощения газообразной среды;
ε λ M1 - степень черноты газообразной среды относительно длины волны λ;
E λ 0 - плотность излучения абсолютно черного тела при температуре газообразной среды (TМ);
E λ 1 - падающее на первую ограничивающую поверхность излучение,
из которой определяют температуру газообразной среды.4. The method according to claim 3, characterized in that said dependence has the form:
Figure 00000006

where e λ f1 - the measured effective radiation of the first confining surface for wavelength λ;
ε λ 1 - the degree of blackness of the surface of the first bounding surface relative to the wavelength λ;
E λ 0 (T 1 ) is the radiation density of a completely black body depending on the temperature (T 1 ) of the first bounding surface;
α λ M1 - characteristic of the absorption of a gaseous medium;
ε λ M1 - the degree of blackness of the gaseous medium relative to the wavelength λ;
E λ 0 - the radiation density of a completely black body at a temperature of a gaseous medium (T M );
E λ 1 - radiation incident on the first surface bounding surface,
from which the temperature of the gaseous medium is determined. 5. Способ определения внутренней температуры по п.1 или 2, или 3, или 4, отличающийся тем, что составляют соотношение
Figure 00000007

для четырех различных частот излучения, т.е. четырех различных длин волн, и решают вытекающую из него систему четырех уравнений с четырьмя неизвестными, из которой получают в качестве решения температуру первой ограничивающей поверхности (9), температуру газообразной среды (33), а также характеристики поглощения и черноты газообразной среды (33).5. The method for determining the internal temperature according to claim 1 or 2, or 3, or 4, characterized in that they comprise the ratio
Figure 00000007

for four different radiation frequencies, i.e. four different wavelengths, and solve the resulting system of four equations with four unknowns, from which the temperature of the first limiting surface (9), the temperature of the gaseous medium (33), and also the absorption and blackness characteristics of the gaseous medium (33) are obtained. 6. Способ определения внутренней температуры по п.1, или 2, или 3, или 4, или 5, отличающийся тем, что температуру первой и второй ограничивающих поверхностей определяют путем измерения излучения первой (20) и второй (21) ограничивающих поверхностей для соответственно по меньшей мере трех частот излучения. 6. The method for determining the internal temperature according to claim 1, or 2, or 3, or 4, or 5, characterized in that the temperature of the first and second confining surfaces is determined by measuring the radiation of the first (20) and second (21) confining surfaces for respectively at least three radiation frequencies. 7. Способ определения внутренней температуры по п.1, или 2, или 3, или 4, или 5, или 6, отличающийся тем, что температуру первой и второй ограничивающих поверхностей определяют путем измерения излучения первой (20) и второй (21) ограничивающих поверхностей для соответственно четырех частот излучения с использованием соотношения между температурой первой ограничивающей поверхности и температурой второй ограничивающей поверхности, измеренным потоком излучения первой ограничивающей поверхности (20) и измеренным потоком излучения второй ограничивающей поверхности (21), температурой газообразной среды (34) и характеристиками поглощения излучения газообразной среды (34). 7. The method for determining the internal temperature according to claim 1, or 2, or 3, or 4, or 5, or 6, characterized in that the temperature of the first and second limiting surfaces is determined by measuring the radiation of the first (20) and second (21) limiting surfaces for respectively four radiation frequencies using the ratio between the temperature of the first limiting surface and the temperature of the second limiting surface, measured by the radiation flux of the first limiting surface (20) and the measured radiation flux of the second limiting the surface (21), the temperature of the gaseous medium (34) and the absorption characteristics of the radiation of the gaseous medium (34). 8. Способ определения внутренней температуры по п.1, или 2, или 3, или 4, или 5, или 6, или 7, отличающийся тем, что соотношение
Figure 00000008

и соотношение
Figure 00000009

где E λ f2 - измеренное эффективное излучение второй ограничивающей поверхности для длины волны λ;
ε λ 2 - степень черноты поверхности второй ограничивающей поверхности (21) относительно длины волны λ;
E λ 0 (T2) - плотность излучения абсолютно черного тела в зависимости от температуры (T2) второй ограничивающей поверхности (21) относительно длины волны λ;
α λ M2 - характеристика поглощения газообразной среды (34) относительно длины волны λ;
ε λ M2 - степень черноты газообразной среды относительно длины волны λ;
E λ 2 - падающее на вторую ограничивающую поверхность (21) излучение относительно длины волны λ,
составляют для каждой из четырех различных частот излучения, т.е. четырех различных длин волн, и решают вытекающую из этого систему восьми уравнений с восемью неизвестными, из которой получают в качестве решения температуру первой и второй ограничивающих поверхностей (20 и 21), температуру газообразной среды (34), а также характеристики поглощения и черноты газообразной среды (34).8. The method for determining the internal temperature according to claim 1, or 2, or 3, or 4, or 5, or 6, or 7, characterized in that the ratio
Figure 00000008

and ratio
Figure 00000009

where e λ f2 - the measured effective radiation of the second confining surface for wavelength λ;
ε λ 2 - the degree of blackness of the surface of the second bounding surface (21) relative to the wavelength λ;
E λ 0 (T 2 ) is the radiation density of a completely black body depending on the temperature (T 2 ) of the second bounding surface (21) with respect to wavelength λ;
α λ M2 - absorption characteristic of the gaseous medium (34) with respect to wavelength λ;
ε λ M2 - the degree of blackness of the gaseous medium relative to the wavelength λ;
E λ 2 - radiation incident on the second confining surface (21) with respect to wavelength λ,
make up for each of four different radiation frequencies, i.e. four different wavelengths, and solve the resulting system of eight equations with eight unknowns, from which the temperature of the first and second bounding surfaces (20 and 21), the temperature of the gaseous medium (34), and also the absorption and black characteristics of the gaseous medium are obtained (34). 9. Устройство определения внутренней температуры в металлургической установке, как например агломерационные установки, камеры сгорания, машины для обжига или зоны нагрева и охлаждения, которая содержит газообразную среду, например воздух, внутри металлургической установки и которая ограничена по меньшей мере двумя ограничивающими поверхностями - первой (9) и второй (10) ограничивающими поверхностями, отличающееся тем, что для определения внутренней температуры газообразной среды оно содержит по меньшей мере один пирометр (15) для измерения излучения первой стенки (9) или обрабатываемого в металлургической установке материала, функционирующего в качестве первой ограничивающей поверхности, и температурный чувствительный элемент, предназначенный для измерения температуры второй стенки, функционирующей в качестве второй ограничивающей поверхности. 9. A device for determining the internal temperature in a metallurgical installation, such as sinter plants, a combustion chamber, a firing machine or a heating and cooling zone, which contains a gaseous medium, such as air, inside the metallurgical installation and which is limited by at least two limiting surfaces - the first ( 9) and second (10) bounding surfaces, characterized in that for determining the internal temperature of the gaseous medium it contains at least one pyrometer (15) for measuring the radiation of the first wall (9) or the material processed in the metallurgical installation, functioning as the first limiting surface, and a temperature sensitive element, designed to measure the temperature of the second wall, functioning as the second limiting surface. 10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что пирометр (15) содержит по меньшей мере один интерференционный фильтр (16) для выбора частоты излучения. 10. The device according to claim 9, characterized in that the pyrometer (15) contains at least one interference filter (16) for selecting the radiation frequency. 11. Устройство по п.9 или 10, отличающееся тем, что температурный чувствительный элемент представляет собой элемент не бесконтактного измерения температуры, например термопару (11) или сопротивление, зависящее от температуры. 11. The device according to claim 9 or 10, characterized in that the temperature sensitive element is an element of non-contact temperature measurement, for example a thermocouple (11) or resistance, depending on the temperature. 12. Устройство по любому из пп.9 - 11, отличающееся тем, что оно содержит по меньшей мере по одному пирометру (24) для измерения излучения первой ограничивающей поверхности (20) и по меньшей мере по одному пирометру (27) для измерения излучения второй ограничивающей поверхности (21). 12. A device according to any one of claims 9 to 11, characterized in that it comprises at least one pyrometer (24) for measuring radiation of the first confining surface (20) and at least one pyrometer (27) for measuring radiation of the second bounding surface (21). 13. Устройство по любому из пп.9 - 12, отличающееся тем, что оно содержит блок (8) обработки данных. 13. A device according to any one of claims 9 to 12, characterized in that it comprises a data processing unit (8). 14. Устройство по любому из пп.9 - 13, отличающееся тем, что блок (8) обработки данных выполнен в виде однокристального компьютера, например, микроконтроллера или в виде многокристального, в частности одноплатного, компьютера или устройства автоматизации. 14. A device according to any one of claims 9 to 13, characterized in that the data processing unit (8) is made in the form of a single-chip computer, for example, a microcontroller, or in the form of a multi-chip, in particular single-board, computer or automation device. 15. Устройство по любому из пп.9 - 14, отличающееся тем, что блок (8) обработки данных выполнен в виде устройства управления с программируемой памятью, в виде системы шин VME или в виде промышленного персонального компьютера. 15. A device according to any one of claims 9 to 14, characterized in that the data processing unit (8) is made in the form of a programmable memory control device, in the form of a VME bus system or in the form of an industrial personal computer.
RU96119684A 1995-09-28 1996-09-27 Method and device to determine internal temperature on metallurgical plants RU2141629C1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19536237A DE19536237B4 (en) 1995-09-28 1995-09-28 Method and device for determining internal temperatures in metallurgical plants
DE19536237.3 1995-09-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU96119684A RU96119684A (en) 1998-12-10
RU2141629C1 true RU2141629C1 (en) 1999-11-20

Family

ID=7773523

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96119684A RU2141629C1 (en) 1995-09-28 1996-09-27 Method and device to determine internal temperature on metallurgical plants

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE19536237B4 (en)
RU (1) RU2141629C1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH695870A5 (en) * 2002-09-23 2006-09-29 R & D Carbon Ltd Optimizing the pitch steam combustion in a kiln for carbon electrodes.

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4144758A (en) * 1977-09-12 1979-03-20 Jones & Laughlin Steel Corporation Radiation measurement of a product temperature in a furnace
US4435092A (en) * 1980-07-25 1984-03-06 Nippon Steel Corporation Surface temperature measuring apparatus for object within furnace
DD158493A3 (en) * 1980-12-29 1983-01-19 Manfred Zimmerhackl METHOD AND DEVICE FOR EMISSION LEVEL HAVING TEMPERATURE MEASUREMENT
SU954771A1 (en) * 1981-03-25 1982-08-30 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт По Разработке Газопромыслового Оборудования "Внипигаздобыча" Device for regulating tubular furnace temperature mode
DD213292A1 (en) * 1983-01-27 1984-09-05 Maxhuette Unterwellenborn METHOD FOR THE TOOL-FREE MEASUREMENT OF THE TEMPERATURE AND A DEVICE THEREFOR
DE3343043A1 (en) * 1983-11-28 1985-06-05 Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt e.V., 5000 Köln Method for the contactless, emittance-independent radiometry of the temperature of an object
DD253741A3 (en) * 1985-07-30 1988-02-03 Univ Dresden Tech METHOD FOR TOUCHLESS TEMPERATURE MEASUREMENT WITH A MULTI-CHANNEL PYROMETER
AT385600B (en) * 1985-09-18 1988-04-25 Tiroler Roehren & Metallwerk TEST BAR FOR RECORDING AND TEMPERATURE MEASUREMENT OF A METALLURGICAL MELT AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME
DE3812020A1 (en) * 1988-04-11 1989-10-26 Interatom Arrangement for non-contact temperature measurement
JPH0545067A (en) * 1991-08-08 1993-02-23 Toshiba Corp Dissolution furnace device
JP3098094B2 (en) * 1992-04-01 2000-10-10 新日本製鐵株式会社 Continuous melting of material using low temperature crucible and temperature control method at outlet
JPH06258142A (en) * 1993-03-09 1994-09-16 Kawasaki Steel Corp Method and device for measuring temperature of object in heating oven

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Лисиенко В.Г. и др. Улучшение топливоиспользования и управления теплообменом в металлургических печах. - М.: Металлургия, 1988, с.208 - 209, 211 - 212, 215 - 216. *

Also Published As

Publication number Publication date
DE19536237A1 (en) 1997-04-03
DE19536237B4 (en) 2005-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hofeldt Real-time soot concentration measurement technique for engine exhaust streams
US6496258B1 (en) Device and method for simultaneous in-situ determination of particle size and mass concentration of fluid-borne particles
Grosshandler The effect of soot on pyrometric measurements of coal particle temperature
GB2234346A (en) Tenperature-measuring method and distributed optical fiber temperature sensor
EP0142270B1 (en) Optical fibre thermometer and method of measuring temperature
JPH06323996A (en) Method for obtaining characterstic of radical forming process
AU688302B2 (en) A method for measuring temperature, molecular composition or molecular densities in gases
JPH04505967A (en) Device for measuring the composition of fluids, e.g. components of exhaust gas from internal combustion engines
RU2141629C1 (en) Method and device to determine internal temperature on metallurgical plants
CN110567910A (en) Method for detecting mass concentration three-dimensional distribution of gas-phase alkali metal in combustion flame
EP0685720A1 (en) Temperature monitoring
RU2124706C1 (en) Method and device determining temperature of internal walls of multiwall vessels
RU96119684A (en) METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING INTERNAL TEMPERATURE IN METALLURGICAL INSTALLATIONS
Shaw et al. Temperature fluctuations in pulverized coal (PC) flames
WO1997004292A1 (en) Multicolor optical pyrometer
Richmond et al. 41-AN APPROACH TO THERMAL EMITTANCE STANDARDS
JPH0227571B2 (en) NENSHOJOTAISHINDANHOHO
Saljnikov et al. Investigation on thermal radiation spectra of coal ash deposits
RU96119847A (en) METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING THE TEMPERATURE OF INTERNAL WALLS IN MULTI-WALLED VESSELS
CA1319832C (en) Infrared radiation probe for measuring the temperature of low-emissivity materials in a production line
Scherer et al. Spectral radiation characteristics of coal ashes and slags
SU922670A1 (en) Thermal magnetometer
WO1991003715A1 (en) Method and apparatus for measuring of surface temperature of fuel particles in a fluidized bed
Al-Shukaili Development of a Two Waveband Infrared Optical Sensor for the Measurement of Soil Moisture Content
SU1141845A1 (en) Method of measuring irradiating capability of solid body surfaces

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140928