專利名稱：轉(zhuǎn)窯物料溫度檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溫度檢測(cè)裝置及其配套的檢測(cè)方法，特別是指石油、化工或天然氣工業(yè)大型煅燒設(shè)備轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料溫度檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
目前，公知的大型煅燒設(shè)備轉(zhuǎn)窯窯體系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料溫度檢測(cè)裝置有單支熱電偶測(cè)溫裝置和三支熱電偶測(cè)溫裝置。由于窯體中物料的填充率達(dá)不到100％，單支熱電偶測(cè)溫裝置在窯體轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，熱電偶測(cè)溫端只有一小部分的時(shí)間是插在物料中，其余的時(shí)間皆不在物料中，測(cè)量的溫度是不連續(xù)的一段段的溫度值，很難去顯示、控制和調(diào)節(jié)；對(duì)于三支熱電偶測(cè)溫裝置，三個(gè)熱電偶的安裝位置為縱剖面上互成120度角的點(diǎn)，兩個(gè)導(dǎo)電的銅環(huán)分別是封閉的整體，測(cè)量值為三個(gè)熱電偶測(cè)量的平均值，但是總有一支熱電偶檢測(cè)不到物料的溫度，使得測(cè)量值與實(shí)際值相差很大，影響了對(duì)窯內(nèi)物料溫度的準(zhǔn)確掌握和控制，其結(jié)果影響了煅燒反應(yīng)過程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有轉(zhuǎn)窯物料溫度檢測(cè)裝置不能準(zhǔn)確檢測(cè)轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料溫度的不足，提供一種可測(cè)得轉(zhuǎn)窯內(nèi)工藝物料瞬時(shí)準(zhǔn)確溫度信號(hào)的轉(zhuǎn)窯物料溫度檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法。
本發(fā)明包括安裝于轉(zhuǎn)窯窯體上的熱電偶、一對(duì)安裝于窯體上的導(dǎo)電銅環(huán)、與兩導(dǎo)電銅環(huán)接觸滑動(dòng)的兩個(gè)導(dǎo)電滑動(dòng)電刷和裝于銅環(huán)上的絕緣段，其特征在于a、至少兩個(gè)熱電偶等分排布安裝在窯體檢測(cè)點(diǎn)縱剖面圓周上，每個(gè)熱電偶上兩根補(bǔ)償導(dǎo)線分別焊接于兩銅環(huán)上；b、與熱電偶等數(shù)量的絕緣段等分排布于導(dǎo)電銅環(huán)上，各絕緣段相對(duì)位于相鄰兩熱電偶之間。
另外，兩銅環(huán)上的絕緣段分別與該銅環(huán)上的導(dǎo)電部分光滑過渡，其采用能完全將模擬電信號(hào)或數(shù)字電信號(hào)隔斷、能使滑動(dòng)電刷光滑接觸通過的絕緣材料。
銅環(huán)由固定件固定于窯體上，固定件由中間的隔熱組合件、一端與窯體連接的槽綱和另一端與銅環(huán)連接的鋼件組成。
滑動(dòng)電刷包電刷和其上帶有彈簧的支架，兩電刷分別與置于支架上的補(bǔ)償電纜連接，電刷采用能傳送模擬電信號(hào)或數(shù)字電信號(hào)的導(dǎo)電材料或復(fù)合材料制成。
轉(zhuǎn)窯物料溫度檢測(cè)方法是(1)采集數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)窯內(nèi)工藝物料穩(wěn)定的填充率A和轉(zhuǎn)窯窯體內(nèi)某點(diǎn)縱剖面的窯內(nèi)半徑R；(2)計(jì)算出窯體上所需安裝的熱電偶數(shù)量na、由縱剖面的內(nèi)圓面積S＝πR2推算出物料填充面積S1＝AS；b、由物料填充面積與縱剖面物料覆蓋到的圓弧所對(duì)的圓心角θ間的函數(shù)關(guān)系，計(jì)算出圓心角θ，即當(dāng)填充率A≤50％時(shí)，S1＝θπR2/360°-R2Sinθ/2當(dāng)填充率A＞50％時(shí)，S1＝θπR2/360°+R2Sinθ/2c、由圓心角θ和半徑R，推算出轉(zhuǎn)窯窯體最下面的兩個(gè)熱電偶所對(duì)的圓心角的平分角θ1，即θ1＝arccos〔Rcos(θ/2)/R-250〕，其中250為熱電偶插入被測(cè)介質(zhì)深度的選定常值；d、計(jì)算出所需安裝的熱電偶數(shù)量n，即n＝360°/2θ1；(3)將計(jì)算出的n個(gè)熱電偶安裝于窯體上。
n個(gè)熱電偶安裝于窯體上所需測(cè)量處的縱剖面圓周的n等分位置上，每個(gè)銅環(huán)上等分排布安裝n個(gè)絕緣段，使一對(duì)銅環(huán)上的n個(gè)絕緣段排列位置相對(duì)一致，并使每個(gè)熱電偶的位置相對(duì)處在每個(gè)銅環(huán)上兩個(gè)絕緣段之間。
本發(fā)明的效果(1)本發(fā)明使用多支熱電偶通過單支測(cè)量和并聯(lián)測(cè)量的方式測(cè)量窯體內(nèi)填充率達(dá)不到100％時(shí)的工藝介質(zhì)溫度，從而可測(cè)得窯體內(nèi)任一點(diǎn)物料的瞬時(shí)準(zhǔn)確溫度，因此可用于溫度顯示報(bào)警、控制和調(diào)節(jié)。
(2)本發(fā)明構(gòu)思新穎，設(shè)計(jì)合理，操作方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為滑動(dòng)電刷位于兩絕緣段之間時(shí)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為最下面兩個(gè)熱電偶位于一條水平直線上時(shí)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為轉(zhuǎn)窯物料溫度檢測(cè)狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1在某工程項(xiàng)目中，采集到窯體內(nèi)某點(diǎn)物料填充率A為20％，轉(zhuǎn)窯窯體內(nèi)某點(diǎn)縱剖面的窯內(nèi)半徑R為2000mm，由縱剖面的內(nèi)圓面積S＝πR2推算出物料填充面積S1＝AS，再由物料填充面積與縱剖面物料覆蓋到的圓弧所對(duì)的圓心角θ間的函數(shù)關(guān)系，計(jì)算出θ＝120°，再由圓心角θ和半徑R，推算出轉(zhuǎn)窯窯體最下面的兩個(gè)熱電偶所對(duì)的圓心角的平分角θ1，最后，計(jì)算出所需安裝的熱電偶數(shù)量n，即n＝360°/2θ1＝360°/2arccos〔Rcos(θ/2)/R-250〕＝360°/110.3°≈3.2638，取n為4。
通常，當(dāng)填充率小于或等于50％，0°＜θ≤180°時(shí)，計(jì)算出n值，當(dāng)n值為正整數(shù)時(shí)，n值為360°/2θ1；當(dāng)n計(jì)算值非正整數(shù)時(shí)，n值大于計(jì)算值的正整數(shù)。從而也可以推知銅環(huán)上絕緣段的數(shù)量與n值相同。
當(dāng)填充率大于50％且小于100％，180°＜θ＜360°時(shí)，可以分析出檢測(cè)元件從工藝物料所在的任何一點(diǎn)插入，都可以檢測(cè)到物料的溫度。從公式n＝360°/2θ1中可以推知，n＝2。絕緣段的數(shù)量也為2。
當(dāng)填充率等于100％時(shí)，此時(shí)轉(zhuǎn)窯窯體上安裝一個(gè)溫度檢測(cè)元件就可以了，因此也就不需要使用絕緣段了。這時(shí)與單支熱電偶測(cè)溫裝置相同，但測(cè)量結(jié)果為連續(xù)的物料溫度值。此情況不屬于本發(fā)明所包容之列。
將通過計(jì)算得出的四個(gè)熱電偶2安裝于窯體1上，使其等分排布安裝在窯體檢測(cè)點(diǎn)縱剖面周圓上，每個(gè)熱電偶上兩根補(bǔ)償導(dǎo)線6分別焊接于兩銅環(huán)上，熱電偶位于一對(duì)銅環(huán)3之間。與熱電偶等數(shù)量的四個(gè)絕緣段5等分排布于導(dǎo)電銅環(huán)3上，各絕緣段相對(duì)位于相鄰兩熱電偶之間。兩銅環(huán)3上的絕緣段5分別與該銅環(huán)上的導(dǎo)電部分光滑過渡，絕緣段采用能完全將模擬電信號(hào)或數(shù)字電信號(hào)隔斷、能使滑動(dòng)電刷光滑接觸通過的材料制成。銅環(huán)上由固定件7固定于窯體1上，固定件由中間的隔熱組合件、一端與窯體連接的槽鋼和另一端與銅環(huán)連接的20號(hào)鋼件組成?；瑒?dòng)電刷4包括電刷8和其上帶有彈簧的支架9，兩電刷分別與置于支架上的補(bǔ)償電纜10連接。電刷采用能傳送模擬電信號(hào)或數(shù)字電信號(hào)的導(dǎo)電材料或復(fù)合材料制成。參見圖2，當(dāng)轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)電刷4位于兩絕緣段5之間，這時(shí)測(cè)量的是單個(gè)熱電偶的檢測(cè)信號(hào)；參見圖3，當(dāng)轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)動(dòng)使最下面的兩個(gè)熱電偶2剛好位于一條水平直線上時(shí)，而滑動(dòng)電刷4這時(shí)正好與絕緣段5接觸，滑動(dòng)電刷與絕緣段之間滿足滑動(dòng)電刷4與銅環(huán)3接觸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度大于銅環(huán)上絕緣段的長(zhǎng)度，因此這時(shí)兩熱電偶2測(cè)量值相同并且并聯(lián)，從而送出去的溫度信號(hào)值與任一熱電偶2測(cè)量值相同，等于所測(cè)量的窯體內(nèi)工藝物料11實(shí)際瞬時(shí)溫度。
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)窯物料溫度檢測(cè)裝置，包括安裝于轉(zhuǎn)窯窯體上的熱電偶、一對(duì)安裝于窯體上的導(dǎo)電銅環(huán)、與兩導(dǎo)電銅環(huán)接觸滑動(dòng)的兩個(gè)導(dǎo)電滑動(dòng)電刷和裝于銅環(huán)上的絕緣段，其特征在于a、至少兩個(gè)熱電偶等分排布安裝在窯體檢測(cè)點(diǎn)縱剖面圓周上，每個(gè)熱電偶上兩根補(bǔ)償導(dǎo)線分別焊接于兩銅環(huán)上；b、與熱電偶等數(shù)量的絕緣段等分排布于導(dǎo)電銅環(huán)上，各絕緣段相對(duì)位于相鄰兩熱電偶之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)窯物料溫度檢測(cè)裝置，其特征在于兩銅環(huán)上的絕緣段分別與該銅環(huán)上的導(dǎo)電部分光滑過渡，其采用能完全將模擬電信號(hào)或數(shù)字電信號(hào)隔斷、能使滑動(dòng)電刷光滑接觸通過的絕緣材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)窯物料溫度檢測(cè)裝置，其特征在于銅環(huán)由固定件固定于窯體上，固定件由中間的隔熱組合件、一端與窯體連接的槽綱和另一端與銅環(huán)連接的鋼件組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)窯物料溫度檢測(cè)裝置，其特征在于滑動(dòng)電刷包括電刷和其上帶有彈簧的支架，兩電刷分別與置于支架上的補(bǔ)償電纜連接，電刷采用能傳送模擬電信號(hào)或數(shù)字電信號(hào)的導(dǎo)電材料或復(fù)合材料制成。
5.轉(zhuǎn)窯物料溫度檢測(cè)方法，其步驟為(1)采集數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)窯內(nèi)工藝物料穩(wěn)定的填充率A和轉(zhuǎn)窯窯體內(nèi)某點(diǎn)縱剖面的窯內(nèi)半徑R；(2)計(jì)算出窯體上所需安裝的熱電偶數(shù)量na、由縱剖面的內(nèi)圓面積S＝πR2推算出物料填充面積S1＝AS；b、由物料填充面積與縱剖面物料覆蓋到的圓弧所對(duì)的圓心角θ間的函數(shù)關(guān)系，計(jì)算出圓心角θ，即當(dāng)填充率A≤50％時(shí)，S1＝θπR2/360°-R2Sinθ/2當(dāng)填充率A＞50％時(shí)，S1＝θπR2/360°+R2Sinθ/2c、由圓心角θ和半徑R，推算出轉(zhuǎn)窯窯體最下面的兩個(gè)熱電偶所對(duì)的圓心角的平分角θ1，即θ1＝arccos〔Rcos(θ/2)/R-250〕，其中250為熱電偶插入d、計(jì)算出所需安裝的熱電偶數(shù)量n，即n＝360°/2θ1；(3)將計(jì)算出的n個(gè)熱電偶安裝于窯體上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)窯物料溫度檢測(cè)方法，其特征在于n個(gè)熱電偶安裝于窯體上所需測(cè)量處的縱剖面圓周的n等分位置上，每個(gè)銅環(huán)上等分排布安裝n個(gè)絕緣段，使一對(duì)銅環(huán)上的n個(gè)絕緣段排列位置相對(duì)一致，并使每個(gè)熱電偶的位置相對(duì)處在每個(gè)銅環(huán)上兩個(gè)絕緣段之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)窯物料溫度檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法，該檢測(cè)裝置包括熱電偶、一對(duì)導(dǎo)電銅環(huán)、兩個(gè)導(dǎo)電滑動(dòng)電刷和裝于銅環(huán)上的絕緣段，特征是至少兩個(gè)熱電偶等分排布安裝在窯體檢測(cè)點(diǎn)縱剖面圓周上，每個(gè)熱電偶上兩根補(bǔ)償導(dǎo)線分別焊接于兩銅環(huán)上；與熱電偶等數(shù)量的絕緣段等分排布于導(dǎo)電銅環(huán)上，各絕緣段相對(duì)位于相鄰兩熱電偶之間。檢測(cè)方法是采集數(shù)據(jù)；算出熱電偶數(shù)量；最后將其裝于窯體上。本發(fā)明不僅可測(cè)得窯體內(nèi)任一點(diǎn)物料的瞬時(shí)準(zhǔn)確溫度，用于溫度顯示報(bào)警、控制和調(diào)節(jié)，而且構(gòu)思新穎，設(shè)計(jì)合理，操作方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉。
文檔編號(hào)G01K13/00GK1546963SQ20031010647
公開日2004年11月17日 申請(qǐng)日期2003年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月28日
發(fā)明者劉敬文 申請(qǐng)人:東華工程科技股份有限公司