一種水泥回轉(zhuǎn)窯溫度場在線檢測裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種水泥回轉(zhuǎn)窯溫度場在線檢測裝置包括：CCD傳感器、氣固組分檢驗(yàn)裝置、處理器和顯示器；其中：CCD傳感器，設(shè)置在原有工業(yè)電視位置，通過電纜與處理器相連；氣固組分檢驗(yàn)裝置，設(shè)置在水泥回轉(zhuǎn)窯尾氣釋放處，通過電纜與處理器相連；處理器，通過電纜與CCD傳感器、氣固組分檢驗(yàn)裝置和顯示器相連，存儲有R、G、B三色代表性波長下的標(biāo)定系數(shù)和氣固吸收系數(shù)修正系數(shù)與溫度映射關(guān)系表；顯示器，通過電纜與處理器連接，顯示偽彩色云圖。本實(shí)用新型測量結(jié)果準(zhǔn)確，能對水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)溫度場做全局解析，避免燒成帶物料超溫和燃燒工況惡化，減少因溫度過高造成的熱力型NOx排放，且設(shè)備簡單，使用范圍廣，便于安裝。
【專利說明】—種水泥回轉(zhuǎn)窯溫度場在線檢測裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于水泥回轉(zhuǎn)窯溫度控制領(lǐng)域，更具體地，涉及一種水泥回轉(zhuǎn)窯溫度場在線檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]水泥回轉(zhuǎn)窯中的溫度場分布對于回轉(zhuǎn)窯的燃燒效率及熱力型NOx的污染物排放具有極為重要的意義。在保證水泥熟料質(zhì)量的前提下，基于溫度場可控的燃燒調(diào)整技術(shù)一直是制約國內(nèi)外水泥行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。
[0003]在中國實(shí)用新型專利說明書CN95216824中公布了一種水泥回轉(zhuǎn)窯連續(xù)測溫的方法。該方法主要采用接觸式的高溫?zé)犭娕?，測量回轉(zhuǎn)窯內(nèi)某一位置點(diǎn)的溫度。在中國實(shí)用新型專利說明書CN201945392U中公布了一種水泥回轉(zhuǎn)窯無線接收熱電偶的方法。該方法采用無線接收器連接熱電偶，實(shí)時顯示回轉(zhuǎn)窯內(nèi)某一位置的溫度。
[0004]在這兩種水泥回轉(zhuǎn)窯測溫裝置中，由于沒有考慮到水泥回轉(zhuǎn)窯工藝的特殊性，即回轉(zhuǎn)窯內(nèi)氣固介質(zhì)中存在高Ca基固相和高CO2氣相，利用其總輻射特性計(jì)算溫度，造成了回轉(zhuǎn)窯溫度場測量精確度低。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本實(shí)用新型提供了一種水泥回轉(zhuǎn)窯溫度測定方法及溫度場在線檢測方法及裝置，其目的在于精確在線測量爐內(nèi)火焰溫度場，由此解決現(xiàn)有水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)火焰溫度的在線場測量方法無法精確測量爐內(nèi)高Ca基固相和高CO2氣相溫度的技術(shù)問題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本實(shí)用新型的一個方面，提供了一種水泥回轉(zhuǎn)窯溫度場在線檢測裝置，包括:(XD傳感器1、氣固組分檢驗(yàn)裝置2、處理器3和顯示器4 ;其中:
[0007]C⑶傳感器，CXD傳感器，設(shè)置在原有工業(yè)電視位置，通過電纜與處理器相連，其輸出端連接處理器輸入端，用于采集CCD靶面圖像信號并傳遞給處理器；
[0008]氣固組分檢驗(yàn)裝置，設(shè)置在水泥回轉(zhuǎn)窯尾氣釋放處，通過電纜與處理器相連，其輸出端連接處理器輸入端用于檢驗(yàn)水泥回轉(zhuǎn)窯尾氣內(nèi)各組分的摩爾容積份額，并將采集的數(shù)據(jù)傳遞給處理器；
[0009]處理器，通過電纜與CXD傳感器、氣固組分檢驗(yàn)裝置和顯示器相連，其輸入端連接CCD傳感器輸出端和氣固組分檢驗(yàn)裝置輸出端，其輸出端連接顯示器輸入端，用于接收CCD傳感器采集的CXD靶面圖像和氣固組分檢驗(yàn)裝置采集的各組分的摩爾容積份額，并將CXD靶面圖像首先轉(zhuǎn)換為多光譜R、G、B單色灰度信號，然后標(biāo)定CCD靶面單色光輻射強(qiáng)度，獲得CXD靶面的溫度場數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換為可視化圖像輸出給顯示器；
[0010]顯示器，通過電纜與處理器連接，其輸入端與處理器輸出端相連，顯示偽彩色云圖。
[0011]優(yōu)選地，所述溫度場在線檢測裝置，其處理器存儲有R、G、B三色代表性波長下的標(biāo)定系數(shù)和氣固吸收系數(shù)修正系數(shù)與溫度映射關(guān)系表。
[0012]優(yōu)選地，所述溫度場在線檢測裝置，其CXD傳感器包括高溫鏡頭、傳像光路或者傳像光纖、彩色CCD、彩色圖像處理器件和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，在水泥回轉(zhuǎn)窯光輻射的光路上依次設(shè)置高溫鏡頭、傳像光路或者傳像光纖以及彩色(XD，彩色CXD與圖像處理器件電連接，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與彩色圖像處理器件電連接。
[0013]優(yōu)選地，所述溫度場在線檢測裝置，其所述彩色CXD為可見光CXD或紅外(XD。
[0014]優(yōu)選地，所述溫度場在線檢測裝置，其氣固組分檢驗(yàn)裝置，包括Ca基彌散介質(zhì)濃度傳感器以及各氣體組分濃度傳感器。
[0015]總體而言，通過本實(shí)用新型所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于對水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)氣固兩相輻射特性進(jìn)行修正，取得下列有益效果:
[0016](I)由于考慮到了高Ca基固相和高CO2氣相的輻射特性，對水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)氣固兩相的特殊環(huán)境中的各組分，能更精確的獲得水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)某一點(diǎn)的溫度，溫度測量相對誤差小于1%。
[0017](2)按照本實(shí)用新型提供的水泥回轉(zhuǎn)窯溫度場在線檢測裝置，由于對水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)每一點(diǎn)的溫度能精確測定，因此能對溫度場進(jìn)行全局解析和測量。
[0018](3)按照本實(shí)用新型的溫度在線檢測裝置具有回轉(zhuǎn)窯內(nèi)溫度場全局解析和測量的優(yōu)點(diǎn)。將其作為回轉(zhuǎn)窯測溫系統(tǒng)時，回轉(zhuǎn)窯的燃燒調(diào)整更具備針對性，幾乎不會出現(xiàn)燒成帶物料超溫和燃燒工況惡化現(xiàn)象，減少因溫度過高造成的熱力型NOx排放。因此，該裝置對于提高水泥熟料的質(zhì)量和燃燒過程的節(jié)能環(huán)保具有重要的意義和價值。
[0019](4)本方法采用的設(shè)備簡單，適用范圍廣，測量設(shè)備既可為紅外CXD成像也可為可見CCD成像，對于現(xiàn)有的水泥回轉(zhuǎn)窯可方便的安裝。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是水泥回轉(zhuǎn)窯溫度場在線檢測裝置示意圖。
[0021 ] 在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記用來表示相同的元件或結(jié)構(gòu)，其中:I為CCD傳感器，2為氣固組分檢驗(yàn)裝置，3為處理器，4為顯示器。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。此外，下面所描述的本實(shí)用新型各個實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0023]本實(shí)用新型提供的水泥回轉(zhuǎn)窯溫度場在線檢驗(yàn)裝置，包括CCD傳感器1、氣固組分檢驗(yàn)裝置2、處理器3和顯示器4。所述CXD傳感器I與處理器3通過控制電纜和視頻電纜相連，氣固組分檢驗(yàn)裝置2與處理器3通過控制電纜和數(shù)據(jù)電纜相連，顯示器4和處理器3通過視頻電纜相連。
[0024]所述CXD傳感器1，包括高溫鏡頭、傳像光路或者傳像光纖、彩色(XD、彩色圖像處理器件、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，設(shè)置在原有工業(yè)電視位置，用于采集CXD靶面內(nèi)的圖像信號傳遞給處理器3。CCD快門的曝光速度設(shè)置自適應(yīng)功能，根據(jù)水泥回轉(zhuǎn)窯功率自動調(diào)整CCD的快門速度，使得輻射圖像灰度值始終處于CCD響應(yīng)靈敏區(qū)。例如，當(dāng)水泥回轉(zhuǎn)窯功率增大，通過增大快門的頻率有效防止采集輻射圖像的過飽和。
[0025]所述氣固組分檢驗(yàn)裝置2，設(shè)置在水泥回轉(zhuǎn)窯尾氣釋放處，用于檢驗(yàn)水泥回轉(zhuǎn)窯尾氣內(nèi)各成分的摩爾容積份額，并將采集的數(shù)據(jù)傳遞給處理器3。氣固組分檢驗(yàn)裝置，包括Ca基彌散介質(zhì)濃度傳感器以及各氣體組分濃度傳感器。
[0026]所述處理器3，存儲有R、G、B三色代表性波長下的標(biāo)定系數(shù)和氣固吸收系數(shù)修正系數(shù)與溫度映射關(guān)系表，用于接收CCD傳感器采集的CCD靶面圖像和氣固組分檢驗(yàn)裝置采集的各組分的摩爾容積份額，并將CCD靶面圖像首先轉(zhuǎn)換為多光譜R、G、B單色灰度信號，然后通過標(biāo)定的方法獲得CCD靶面單色光輻射強(qiáng)度，計(jì)算水泥回轉(zhuǎn)窯溫度場數(shù)據(jù)，最終將溫度場數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可視化圖像，傳送給顯示器4。所述R、G、B三色代表性波長下的標(biāo)定系數(shù)，即光電檢測信號和其接收到的火焰輻射能量之間定量關(guān)系，通過標(biāo)定確定。所述氣固吸收系數(shù)修正系數(shù)，表征不同波長、不同溫度對不同組分濃度分布的綜合影響，其與溫度的映射關(guān)系表按照如下方法建立:在每一溫度T下，檢測水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)各氣相組分摩爾容積份額以及氣固兩相單色紅外輻射強(qiáng)度，計(jì)算氣相紅外單色平均吸收系數(shù)。在每一溫度條件下，構(gòu)建以氣固各組分吸收系數(shù)修正系數(shù)為變量的方程組求解方程組計(jì)算得到氣固吸收系數(shù)修正系數(shù)，即獲得氣固吸收系數(shù)修正系數(shù)與窯內(nèi)溫度間的映射關(guān)系表。
[0027]所述顯示器4，設(shè)置在控制員便于觀察的位置，用于顯示表示溫度場的可視化圖像，以便作為燃燒器滅火預(yù)警信號，并指導(dǎo)燃燒調(diào)整。
[0028]所述視頻電纜，用于傳輸視頻信號，如將CXD成像數(shù)據(jù)傳送給處理器3，將處理器3處理后的圖像數(shù)據(jù)傳送給顯示器4。
[0029]所述控制電纜，用于控制相應(yīng)設(shè)備采集圖像，如控制CCD傳感器I的快門收集圖像數(shù)據(jù)，控制氣固組分檢驗(yàn)裝置2獲得氣固組分摩爾濃度數(shù)據(jù)。
[0030]所述數(shù)據(jù)電纜，用于傳送相應(yīng)數(shù)據(jù)，如將氣固組分檢驗(yàn)裝置2采集的水泥回轉(zhuǎn)窯尾氣氣固組分摩爾濃度數(shù)據(jù)傳送給處理器3。
[0031]本實(shí)用新型提供的水泥回轉(zhuǎn)窯溫度場在線檢測裝置，溫度測量范圍為8000C -2500°C，測量區(qū)域?yàn)樗嗷剞D(zhuǎn)窯內(nèi)60米至70米，在線刷新周期小于3秒。
[0032]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種水泥回轉(zhuǎn)窯溫度場在線檢測裝置，其特征在于，包括:(XD傳感器、氣固組分檢驗(yàn)裝置、處理器和顯示器；其中: CXD傳感器，所述CXD傳感器包括高溫鏡頭、傳像光路或者傳像光纖、彩色(XD、彩色圖像處理器件和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，在水泥回轉(zhuǎn)窯光輻射的光路上依次設(shè)置高溫鏡頭、傳像光路或者傳像光纖以及彩色CCD，彩色CCD與圖像處理器件電連接，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與彩色圖像處理器件電連接，設(shè)置在原有工業(yè)電視位置，通過電纜與處理器相連，其輸出端連接處理器輸入端； 氣固組分檢驗(yàn)裝置，設(shè)置在水泥回轉(zhuǎn)窯尾氣釋放處，通過電纜與處理器相連，其輸出端連接處理器輸入端； 處理器，所述處理器存儲有R、G、B三色代表性波長下的標(biāo)定系數(shù)和氣固吸收系數(shù)修正系數(shù)與溫度映射關(guān)系表，通過電纜與CCD傳感器、氣固組分檢驗(yàn)裝置和顯示器相連，其輸入端連接CCD傳感器輸出端和氣固組分檢驗(yàn)裝置輸出端，其輸出端連接顯示器輸入端； 顯示器，通過電纜與處理器連接，其輸入端與處理器輸出端相連，顯示偽彩色云圖。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述彩色CXD為可見光CXD或紅外(XD。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述氣固組分檢驗(yàn)裝置，包括Ca基彌散介質(zhì)濃度傳感器以及各氣體組分濃度傳感器。
【文檔編號】G01K13/00GK203719793SQ201320749686
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】陳東林, 張欣禹, 張昊, 劉富剛, 張永謀 申請人:北京漢能清源科技有限公司