SU559128A1

SU559128A1 - The method of controlling the temperature of the gas stream

Info

Publication number: SU559128A1
Application number: SU2180200A
Authority: SU
Inventors: Борис Борисович Анисимов; Петр Иванович Осташевский
Original assignee: Институт Автоматики Министерства Приборостроения, Средств Автоматизации И Систем Управления Ссср
Priority date: 1975-10-16
Filing date: 1975-10-16
Publication date: 1977-05-25

Description

Изобретение относитс к области пирометрии , в частности, к технике контрол температуры газовых потоков, и может примен тьс в автоматизации контрол теплового состо ни несвет щихс и свет - шихс газовых сред в различных объектах металлургической, энергетической и других отрасл х промышленности, преимущественно в печах.The invention relates to the field of pyrometry, in particular, to the technique of controlling the temperature of gas streams, and can be used in automating the control of the thermal state of non-luminous and light gaseous media in various objects of the metallurgical, power and other industries, mainly in furnaces.

Известны способы контрол температу- ры газового потока, например продуктов горени в камерах промышленных пе- чей, основанные на измерении ркостных температур в лучах двух спектральных участков в услови х образовани между потоком и приемником излучени промежуточной среды, содержащей те же компоненты, что и поток, но имеюшей иную переменнуюMethods are known for monitoring the temperature of a gas stream, such as combustion products in industrial furnace chambers, based on measuring the temperature of the temperature in the rays of two spectral regions under conditions of formation between the stream and the receiver of radiation of an intermediate medium containing the same components as the stream but having a different variable

степень нагрева.degree of heating.

Это, прежде всего, способы, в которых используетс метод цветовой температуры ll . Однако эти способы могут примен тьс только к свет щимс газовым средам .These are primarily the methods in which the color temperature II method is used. However, these methods can only be applied to luminous gaseous media.

Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемому способу вл ютс способы, основанные на измерении ркостных температур в лучах двух спектральных участков в услови х образовани межцу потоком и приемником излучени промежуточной среды, содержащей те же компоненты , что и поток, но имеющей иную пере менную степень нагрева 2 .The closest in technical essence to the proposed method are methods based on measuring the temperature of temperatures in the beams of two spectral sections under conditions of formation between the flux and the radiation receiver of the intermediate medium containing the same components as the flow but having a different variable degree of heating. 2

Недостатком известных способов вл етс измерение ркости собственно сло газового потока, температуру которого контролируют , поэтому предполагаетс отсутствие или принудительное удаление из зоны визировани промежуточной среды, внос щей большие переменные ошибки в измерени . A disadvantage of the known methods is the measurement of the luminance of the gas flow layer itself, the temperature of which is controlled, therefore, it is assumed that there is no or forced removal from the viewing zone of the intermediate medium introducing large variable errors in the measurements.

Удаление промежуточной среды обеспечивает достаточную точность контрол температуры газового потока, но св зано с необходимостью создани специальных систем продува и с расходованием азота или сжатого воздуха сверх количеств, идущих на обдув оптики. Это усложн ет реализа-The removal of the intermediate medium ensures sufficient accuracy in controlling the temperature of the gas stream, but is associated with the need to create special blowing systems and with the expenditure of nitrogen or compressed air in excess of the quantities used to blow the optics. This complicates the implementation of

цию и снижает эффективность контрол температуры газового потока в промышленных услови х, в частности на таких Широко распространенных объектах как печи.it also reduces the efficiency of controlling the temperature of a gas stream under industrial conditions, in particular, at such widely used objects as furnaces.

Целью изобретени вл етс повышекие точности измерени температуры газового потока и упрощение промышленной реализации путем исключени необходимост удалени промежуточной среды из зоны визировани .The aim of the invention is to improve the accuracy of measuring the temperature of the gas stream and simplify the industrial implementation by eliminating the need to remove the intermediate medium from the sight zone.

Это достигаетс тем, что, в отличие от нзвестных способов контрол температуры газового потока, основанных на измерении ркостных температур в лучах двух спектральных участков в услови х образовани между потоком и приемником излучени промежуточной среды, по предлагаемому способу измер ют среднюю температуру сло промежуточной среды в одного сдей трального участка и среднюю температуру сло , состо щего из газового потока и про межуточной среды, в лучах другого спектрального участка, а по йтим, температурам с учетом толщин газового потока и сло промежуточной среды определ ют температуру газового потока.This is achieved by the fact that, in contrast to the well-known methods of controlling the gas flow temperature, based on the measurement of the temperature temperatures in the beams of two spectral sections under the conditions of formation between the flow and the intermediate medium radiation receiver, the proposed method measures the average temperature of the intermediate medium layer in one the central part and the average temperature of the layer consisting of the gas stream and the intermediate medium in the rays of another spectral region, and at these temperatures, taking into account the thickness of the gas flow medium layer and the intermediate gas flow determined temperature.

Предлагаемый способ иллюстрируетс диаграммой.The proposed method is illustrated by a diagram.

В лучах двух спектральных участковIn the rays of two spectral regions

измер ют ркости В д и БД или энергии излучени ЕДд узких спектральных диапазонах Л Я и Л measure the luminosities of Vd and DB or the radiation energy of EDd in narrow spectral ranges LL and L

На одном спектральном участке ( ) выдел ют ркость БД или энергию излучени Е д Л, только сло промежуточной среды и по Б д или 1 дд измер ют среднюю температуру Т этого сло . Причем выдел ют такой спектральный участок (.i j Д Л ), на которо,1йг npo межуточна среда (слой S ) вл етс селективно-черным излучателем в длиноволновой области спектра, например в инфракрасной . По селективно-черному излу-i чению промежуточной среды легко переход т к определению ее температуры Т Использование длинноволновой области спектра обеспечивает определение средней температуры сло 6 .In one spectral region (), the brightness of the DB or the radiation energy E d L is distinguished; only the intermediate medium layer and the mean temperature T of this layer is measured using a B d or 1 dd. Moreover, a spectral region (.i j DL) is selected, on which the 1d interstitial medium (layer S) is a selective black radiator in the long-wavelength region of the spectrum, for example, in the infrared. From the selective black radiation of the intermediate medium, it is easy to proceed to the determination of its temperature T. The use of the long-wavelength region of the spectrum ensures the determination of the average temperature of layer 6.

На другом спектральном участке ( ,Я Д Я ) выдел ют ркость В д, или энергию излучени Е и д сло I. - , состо щего из газового потока { U ) и промежуточной среды; ( 0 ), и по Вд или tuAj измер ют среднюю температуру In another spectral region (A, D, D), the brightness Vd, or the radiation energy E and d of layer I. -, consisting of the gas stream (U) and the intermediate medium, are emitted; (0), and the mean temperature is measured by Bd or tuAj

д сло ц t .Причем выбирают t такой спектральный участок ( Я Д Л j ,,) на котором слой Ь + В вл етс селективно-серым или селективно-черным излучателем в длинноволновой области спектра. d layer t. In this case, t is chosen such a spectral region (J A L j ,,) on which the L + B layer is a selective-gray or selective-black radiator in the long-wave region of the spectrum.

К определению переход т так же, как и в случае определени Т,The definition of transition t is the same as in the case of the definition of T,

По измеренным значени м средних температур Тр и зна значени толщины газового потока ( U ) и сло промежуточной среды ( В }, определ ют температуру газового потока г из следующего соотношени :From the measured mean temperatures Tp and the values of the thickness of the gas stream (U) and the intermediate medium layer (B}, the temperature of the gas stream g is determined from the following relationship:

T,(Ltt) .T, (Ltt).

-)-Т или-) - T or

Тг-.п Ь п L,Tg -.p bn L,

В большинстве случаев, в частности дл газовых потоков в закрытых камерах (ra-i зоходах), толщина L cons-fc. Толщину сло промежуточной среды принимают посто нной , равной максимально возможному на конкретном объекте ее размеру S . Если в процессе измерени температуры действительный размер промежуточной среды уменьшаетс до Р из-за увеличени толщины газового потока до L, U то допущени Ц с o-n$iи 6-const не внос т существенных погрешностей в определение температуры газового потока Тг по соотношению 1 , так как обеспечивают условие ( LI С ),coTisi. При этом за L ton st принимают возможный на конкреном объекте минимальный размер газового потока, а дл услови L 6 считают , что к промежуточной среде относитс та часть сло газового потока, котора наблюдаетс сверх прин того дл него размера L и дополн ет Е до В In most cases, in particular for gas flows in closed chambers (ra-i traffic), the thickness is L cons-fc. The thickness of the intermediate medium layer is assumed to be constant, equal to its maximum size on a particular object, S. If in the process of temperature measurement the actual size of the intermediate medium decreases to P due to an increase in the thickness of the gas stream to L, U, then the assumptions C with on $ i and 6-const do not introduce significant errors in determining the temperature of the gas stream Tg by the ratio 1, since provide the condition (LI C), coTisi. In this case, L ton st is taken as the minimum size of the gas flow possible on a concrete object, and for condition L 6 it is considered that the intermediate medium is that part of the gas flow layer that is observed above the size L accepted for it and complements E to B

Дл конкретного объекта размеры Ь и задают как заранее известные неизменные выличины, измерение средних температур Т„ и , обеспечивают предварительным выбором соответствующих рабочих спектральных участков, на которых слой S промежуточной средъг просматриваетс как селективно-черный излучатель, а слой , состо щий из газового потока ( L ) и промежуточной среды ( ) |как селективно-серый или селективно-черный излучатель. Реализаци определени Tf по соотношению (1) получаетс простой и эффективной.For a particular object, the dimensions b and set as previously known constant values, the measurement of average temperatures T "i, provide a preliminary choice of the corresponding working spectral regions on which layer S of intermediate medium is viewed as a selective black radiator, and layer consisting of a gas stream ( L) and intermediate medium () | as a selective gray or selective black emitter. Implementing the determination of Tf by relation (1) is simple and effective.

Конкретным примером реализации и применени способа может витьс контроль температуры потока продуктов горени (запыленнъ1х и незапъшеннъгх) углеводородных таплив в камерах промышленных печей с использованием приемника, работающего )На спектральных полосах газа СО с центрами 4,3 мкм (дл измерени средней температуры сло промежуточной среды и 2,7 мкм (до измерени средней темнкр туры сло , состо щего из газового потока и промежуточной среды).A specific example of the implementation and application of the method may include monitoring the temperature of the flow of combustion products (dusty and unconnected) hydrocarbon taps in the chambers of industrial furnaces using a receiver operating) On spectral bands of CO gas with centers 4.3 μm (to measure the average temperature of the intermediate medium layer and 2.7 µm (before measuring the average darkness of the layer consisting of a gas stream and an intermediate medium).

Формулй изобретени Invention formula

Способ контрол температуры газового потока, основанный на измерении ркостных температур в лучах двух спектральных участков в услови х образовани между потоком и приемником узлучени промежуточной среды, содержащей те же компоненты, что и поток, но имеющей иную переменную степень нагрева, отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерений путем исключени необходимости удалени промежуточной среды из зоны визировани приемника, измер ют среднюю температуру ( Т ) сло ( t ) промежуточной среды в лучах одного спектральногоA method of controlling the temperature of a gas stream, based on measuring the temperature of the temperature in the rays of two spectral regions under conditions of formation between the stream and the receiver of the intermediate medium containing the same components as the stream, but having a different variable degree of heating, characterized in that In order to increase the accuracy of measurements by eliminating the need to remove the intermediate medium from the zone of sight of the receiver, the average temperature (T) of the layer (t) of the intermediate medium is measured in the rays of a single spectral

участка и среднюю температуру ( Т ) сло ( Ц 6 ), состо щего из газового потока ( li ) и сло промежуточной среды ( ), в лучах другого спектрального участка, а по этим температурам с учетом толщины газового потока ( L ) и сло промежуточной среды ( Р ) опреде-: л ют температуру ( Tf. ) газового потока по следующей формуле:the plot and the average temperature (T) of the layer (C 6) consisting of the gas stream (li) and the intermediate medium layer () in the rays of another spectral section, and taking into account these temperatures, taking into account the thickness of the gas stream (L) and the intermediate medium layer (P) The temperature (Tf.) Of the gas stream is determined by the following formula:

1- : (ь)-т.1-: (s) -t.

Источники информации, прин5ггые во внимание при экспертизе:Sources of information taken into account in the examination:

1.Гордов А. Н, Измерени температур газовых потоков М.-Л., Машгиз, 1962г., стр. 85.1.Gordov A.N., Temperature Measurement of Gas Flows M.-L., Mashgiz, 1962, p. 85.

2.Сборник Системы и средства автоматизации производств и управлеии Труды Института автоматики т. 2 Киев, 1968, стр. 74-79.2. Collection of Systems and Automation of Production and Control Proceedings of the Institute of Automation t. 2 Kiev, 1968, p. 74-79.

UU