RU96119847A - Способ и устройство определения температуры внутренних стенок в многостенных сосудах - Google Patents

Claims (15)

1. Способ определения температуры внутренних стенок в многостенных сосудах, в частности с высокотемпературных агрегатах, например, печи в металлургии или химической технологии, с по меньшей мере одной внутренней стенкой (9) и одной наружной стенкой (10), а также с газообразной средой (33), например, воздухом между внутренней (9) и наружной (10) стенками, отличающийся тем, что температуру внутренней стенки (9) и, при необходимости, температуру газообразной среды определяют путем измерения величины, характеризующей температуру наружной стенки (10), и путем измерения излучения внутренней стенки (9) для по меньшей мере трех частот излучения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что температуру внутренней стенки (9) и, при необходимости, газообразной среды (33) определяют путем измерения величины, характеризующей температуру наружной стенки (10), и путем измерения излучения внутренней стенки (9) для четырех частот излучения.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что температуру внутренней стенки (9) и, при необходимости, газообразной среды (33) определяют через соотношение между измеренным излучением внутренней стенки (9) для одной частоты потока излучения, температурой внутренней стенки (9), температурой газообразной среды (33), температурой наружной стенки (10) и характеристиками поглощения излучения газообразной среды (33).

4. Способ по пп.1, 2 или 3, отличающийся тем, что температуру газообразной среды (33) определяют путем использования соотношения

где E $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{λ}}{\text{f,in}}$ - измеренное эффективное излучение внутренней стенки (9) для длины волны λ;
ε $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{λ}}{\text{in}}$ - степень черноты поверхности внутренней стенки (9) для длины волны λ;
E $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{λ}}{\text{0}}$ (T_in) - плотность излучения абсолютно черного тела в зависимости от температуры (T_in), внутренней стенки (9);
a $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{λ}}{\text{M,in}}$ - характеристика поглощения газообразной среды (33);
ε $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{λ}}{\text{M,in}}$ - степень черноты газообразной среды (33) относительно длины волны λ;
E $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{λ}}{\text{0}}$ - плотность излучения абсолютно черного тела при температуре газообразной среды (33) T_м;
E $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{λ}}{\text{in}}$ - падающее на внутреннюю стенку (9) излучение.

5. Способ по одному или нескольким пп.1 - 4, отличающийся тем, что составляют соотношение

для четырех различных частот излучения, т.е. четырех различных длин волн и решают вытекающую из него систему четырех уравнений с четырьмя неизвестными, причем температуру внутренней стенки (9), температуру газообразной среды (33), а также свойства поглощения и черноты газообразной среды (33) получают в качестве их решения.

6. Способ по одному или нескольким пп.1 - 5, отличающийся тем, что температуру внутренней стенки (20) и, при необходимости, газообразной среды (34) определяют путем измерения излучения внутренней (20) и наружной (21) стенок для по меньшей мере трех частот излучения.

7. Способ по одному или нескольким пп.1 - 6, отличающийся тем, что температуру внутренней стенки (20) и, при необходимости, газообразной среды (34) определяют путем измерения потока излучения внутренней (20) и наружной (21) стенок для четырех частот излучения при использовании соотношения между температурой внутренней и наружной стенок, измеренным излучением внутренней стенки (20) и измеренным излучением наружной стенки (21), температурой газообразной среды (34) и характеристиками поглощения излучения газообразной среды (34).

8. Способ по одному или нескольким пп.1 - 7, отличающийся тем, что соотношение

и соотношение

где E $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{λ}}{\text{f,aus}}$ - измеренное эффективное излучение наружной стенки (21) для длины волны λ;
ε $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{λ}}{\text{aus}}$ - степень черноты поверхности наружной стенки (21) относительно длины волны λ;
E $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{λ}}{\text{0}}$ (T_aus) - плотность излучения абсолютно черного тела в зависимости от температуры T_aus наружной стенки (21) относительно длины волны λ;
a $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{λ}}{\text{M,aus}}$ - характеристики поглощения газообразной среды (34) относительно длины волны λ;
ε $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{λ}}{\text{M,aus}}$ - степень черноты газообразной среды относительно длины волны λ;
E $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{λ}}{\text{aus}}$ - падающий на наружную стенку (21) поток излучения 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 восьмью неизвестными, причем температуру внутренней (20) и наружной (21) стенок, температуру газообразной среды (34), а также характеристики поглощения и черноты газообразной среды (31) получают в качестве их решения.

9. Устройство определения температуры внутренних стенок в многостенных сосудах, в частности в высокотемпературных агрегатах, как, например печи в металлургии или химической технологии, с по меньшей мере одной внутренней стенкой (9) и одной наружной стенкой (10), а также с газообразной средой (33), например воздухом, между внутренней (9) и наружной (10) стенками, отличающееся тем, что оно содержит по меньшей мере один пирометр (15) для измерения излучения внутренней стенки (9) и устройство измерения температуры (11 или 27) для определения температуры наружной стенки (10).

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что пирометр (15) снабжен по меньшей мере одним интерференционным фильтром (16) для выбора частоты излучения.

11. Устройство по п.9 или 10, отличающееся тем, что оно содержит по меньшей мере один элемент не бесконтактного измерения температуры, например, термопару (11) или температурнозависящее сопротивление.

12. Устройство по пп. 9, 10 или 11, отличающееся тем, что оно соответственно содержит по меньшей мере один пирометр (24) для измерения излучения внутренней стенки (20) и по меньшей мере один пирометр (27) для измерения излучения наружной стенки (21).

13. Устройство по пп. 9, 10, 11 или 12, отличающееся тем, что оно содержит блок обработки данных (8).

14. Устройство по одному или нескольким пп.9 - 13, отличающееся тем, что блок обработки данных (8) выполнен в виде однокристального компьютера, например, микроконтроллера или в виде многокристального компьютера, в частности одноплатного компьютера или устройства автоматизации.

15. Устройство по одному или нескольким пп.9 - 14, отличающееся тем, что блок обработки данных (8) выполнен в виде устройства управления с программируемой памятью, в виде системы шин VME или в виде промышленного персонального компьютера.