陽極爐溫度監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及紅外測(cè)溫領(lǐng)域，特別涉及一種陽極爐溫度監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]銅冶煉工業(yè)是國家最重要的原材料工業(yè)之一，陽極爐是銅冶煉火法精煉工藝過程中的關(guān)鍵設(shè)備，保證陽極爐安全高效運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)于銅冶煉生產(chǎn)具有重要的意義。
[0003]陽極爐在運(yùn)行過程中，由于爐內(nèi)燃?xì)鉄鞖庖航唤缣幐浇约暗獨(dú)鈹嚢柘到y(tǒng)攪拌口附近的溫度過高或熱震蕩過大，會(huì)造成防火磚的破損或脫落，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐蔂t體破裂。而這些故障在發(fā)生之前，均會(huì)出現(xiàn)陽極爐爐體表面局部區(qū)域溫度異常高，如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)爐體溫度異常，將會(huì)引起爐體設(shè)備損壞，造成銅水泄漏且在危險(xiǎn)區(qū)作業(yè)區(qū)作業(yè)人員的人身安全受到威脅，同時(shí)給公司帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種陽極爐溫度監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)陽極爐外表面的溫度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)溫度異常高的現(xiàn)象并做處理，防止?fàn)t體破裂。
[0005]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:一種陽極爐溫度監(jiān)控系統(tǒng)，包括紅外測(cè)溫儀和處理模塊，所述的紅外測(cè)溫儀布置在陽極爐的上方；紅外測(cè)溫儀包括電機(jī)、掃描鏡，電機(jī)驅(qū)動(dòng)掃描鏡繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸垂直于陽極爐的軸芯，紅外測(cè)溫儀將采集到的紅外光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后輸出至處理模塊，處理模塊將電信號(hào)處理成溫度信息并根據(jù)陽極爐的位置信息、電機(jī)的轉(zhuǎn)角信息標(biāo)定陽極爐外表面的溫度異常位置。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型存在以下技術(shù)效果:通過紅外熱成像技術(shù)對(duì)陽極爐外表面溫度異?，F(xiàn)象進(jìn)行檢測(cè)，紅外測(cè)溫儀檢測(cè)陽極爐外表面的溫度，然后將溫度信息傳輸給處理模塊，處理模塊進(jìn)行分析處理后將溫度異常的位置反映出來并報(bào)警提示，工作人員只要參照其提示的位置進(jìn)行檢查即可。整個(gè)過程都是自動(dòng)的，有效避免人工檢測(cè)帶來的不足，極大提尚檢測(cè)效率。
【附圖說明】
[0007]圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008]圖2是紅外測(cè)溫儀結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖3是掃描鏡測(cè)量示意圖；
[0010]圖4是紅外測(cè)溫儀原理框圖；
[0011]圖5是處理模塊原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合圖1至圖5，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)敘述。
[0013]參閱圖1、圖2、圖3，一種陽極爐溫度監(jiān)控系統(tǒng)，包括紅外測(cè)溫儀10和處理模塊20，所述的紅外測(cè)溫儀10布置在陽極爐30的上方；紅外測(cè)溫儀10包括電機(jī)11、掃描鏡12，電機(jī)21驅(qū)動(dòng)掃描鏡12繞轉(zhuǎn)軸121轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸121垂直于陽極爐30的軸芯，紅外測(cè)溫儀10將采集到的紅外光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后輸出至處理模塊20，處理模塊30將電信號(hào)處理成溫度信息并根據(jù)陽極爐30的位置信息、電機(jī)11的轉(zhuǎn)角信息標(biāo)定陽極爐30外表面的溫度異常位置。
[0014]陽極爐30的外表面應(yīng)當(dāng)覆蓋多個(gè)溫度測(cè)量點(diǎn)，溫度測(cè)量點(diǎn)越多，對(duì)陽極爐30外周面的溫度監(jiān)測(cè)就越可靠，當(dāng)設(shè)置很多溫度測(cè)量點(diǎn)時(shí)，很難采用人工測(cè)量。本實(shí)用新型中使用紅外測(cè)溫儀10進(jìn)行檢測(cè)，為了保證紅外測(cè)溫儀10能在短時(shí)間內(nèi)完成對(duì)陽極爐30外表面的掃描，采用電機(jī)11驅(qū)動(dòng)掃描鏡12轉(zhuǎn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)紅外測(cè)溫儀10密集地測(cè)量陽極爐30的外表面溫度。常用的機(jī)械滑移式掃描無法實(shí)現(xiàn)這里的快速掃描，本實(shí)用新型則巧妙的利用了電機(jī)11驅(qū)動(dòng)掃描鏡12轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)陽極爐30外表面的高速掃描。同時(shí)，由于陽極爐30在工作時(shí)是轉(zhuǎn)動(dòng)的，故紅外測(cè)溫儀10只需要沿著一個(gè)方向進(jìn)行掃描就能實(shí)現(xiàn)陽極爐30外表面的全覆蓋監(jiān)控。
[0015]優(yōu)選地，所述的電機(jī)11設(shè)置在紅外測(cè)溫儀10殼體內(nèi)部，紅外測(cè)溫儀10固定在陽極爐30上方中部位置處，掃描鏡12的轉(zhuǎn)軸121位于水平面內(nèi)。電機(jī)11驅(qū)動(dòng)掃描鏡12轉(zhuǎn)動(dòng)如圖3所示。
[0016]所述的處理模塊20通過伺服電路17控制電機(jī)11勻速轉(zhuǎn)動(dòng)并接收電機(jī)11轉(zhuǎn)角信息；所述的紅外測(cè)溫儀10上設(shè)置有測(cè)溫窗口 18，陽極爐30外表面的紅外輻射信息依次經(jīng)過測(cè)溫窗口 18、掃描鏡12、反射鏡13、透鏡14后進(jìn)入紅外福射傳感器15，所述的紅外福射傳感器15將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后輸出至信號(hào)處理單元16。測(cè)溫窗口 18的大小應(yīng)該恰好使得陽極爐30沿軸芯方向上待測(cè)的入射紅外線被掃描鏡12反射，陽極爐30之外的入射紅外線被測(cè)溫窗口 18所阻擋。
[0017]電機(jī)11使用無刷直流電機(jī)，并采用伺服電路17控制，保證掃描速度穩(wěn)定，用內(nèi)部時(shí)鐘作為定時(shí)采集，使位置信息準(zhǔn)確度高。另外，采用多次反射技術(shù)，避免雜散光對(duì)測(cè)量的影響，還可以避免相鄰單元紅外輻射對(duì)當(dāng)前測(cè)量的影響，保證測(cè)量精度。紅外測(cè)溫儀10的核心部件采用高端的碲鎘汞探測(cè)器，紅外波長(zhǎng)采用3?5微米設(shè)計(jì)，其溫度的響應(yīng)時(shí)間在5微秒以下，以滿足高速測(cè)溫的要求。
[0018]參閱圖4，優(yōu)選地，所述的信號(hào)處理單元16包括位置譯碼器161、第一CPU162，電機(jī)11的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)經(jīng)位置編碼器161編譯后輸出給第一 CPU162 ;紅外輻射傳感器15輸出的電信號(hào)依次經(jīng)過放大單元163、ADC單元164后輸出至并/串轉(zhuǎn)換電路165，所述的放大單元163對(duì)電信號(hào)進(jìn)行放大，ADC單元164根據(jù)第一 CPU162輸出信息對(duì)放大后的電信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，所述的并/串轉(zhuǎn)換電路165將并行信號(hào)轉(zhuǎn)為同步串行信號(hào)后輸出至整形電路166，整形電路166根據(jù)第一 CPU162輸出信息對(duì)同步串行信號(hào)進(jìn)行整形后輸出至處理模塊20。
[0019]考慮到紅外測(cè)溫儀10與處理模塊20之間的數(shù)據(jù)交換量大，在紅外測(cè)溫儀10旋轉(zhuǎn)的一周時(shí)間內(nèi)，必須將數(shù)據(jù)及時(shí)送出，以轉(zhuǎn)速為20Hz，90的測(cè)溫窗口，其有效時(shí)間為ls/20/4 = 12.5ms，即必須在數(shù)模轉(zhuǎn)換后立刻將數(shù)據(jù)送出，否則就需要保存，用CPU對(duì)RAM存入和讀出，其軟件在時(shí)間上開銷是很大的，因此這里優(yōu)選采用串口通訊。
[0020]在大工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，干擾非常大，系統(tǒng)必須適用現(xiàn)場(chǎng)惡劣的工業(yè)環(huán)境，采用同步通訊方式比模擬信號(hào)有更好的抗干擾性，也比異步通訊的有更強(qiáng)檢錯(cuò)能力；另外，同步通訊具有更高的通訊速率，可以滿足實(shí)時(shí)性的要求，但是同步通訊也存在缺點(diǎn)，即要求通訊雙方的頻率誤差要比異步通訊小得多，為避免上述缺點(diǎn)，在實(shí)施過程中，采用兩路信號(hào)傳輸，一路傳送數(shù)據(jù)信號(hào)，一路傳送同步時(shí)鐘信號(hào)，使得通訊雙方保持了嚴(yán)格的同步關(guān)系。
[0021]更進(jìn)一步地，為保證紅外輻射傳感器15工作的穩(wěn)定性，所述的紅外測(cè)溫儀10還包括恒溫控制單元151和冷卻單元152，所述的恒溫控制單元151監(jiān)測(cè)紅外輻射傳感器15的溫度信息，并根據(jù)該溫度信息輸出控制信號(hào)至冷卻單元152，冷卻單元152對(duì)紅外輻射傳感器15進(jìn)行冷卻。
[0022]參閱圖5，作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述的處理模塊20包括多功能電子接收器21和計(jì)算機(jī)22，所述的多功能電子接收器21包括輸入整形電路211、串/并轉(zhuǎn)換電路212，輸入整形電路211、串/并轉(zhuǎn)換電路212依次對(duì)紅外測(cè)溫儀10輸出的信息進(jìn)行處理后輸出至第二 CPU213 ;多功能電子接收器21還包括掃描窗口識(shí)別電路214、同步位識(shí)別電路215，第一 CPU162將電機(jī)21轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)依次經(jīng)過整形電路166、輸入整形電路211輸出至掃描窗口識(shí)別電路214，掃描窗口識(shí)別電路214輸出信號(hào)至第二 CPU213、同步位識(shí)別電路215，同步位識(shí)別電路215控制串/