專利名稱：高爐熱風(fēng)爐拱頂熱風(fēng)溫度測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測量高爐熱風(fēng)爐熱風(fēng)溫度的輻射測溫儀表的 設(shè)計(jì)和制造。
背景技術(shù)：
高爐熱風(fēng)爐拱頂?shù)炔课粺犸L(fēng)溫度的正確測量，對于控制和提高風(fēng) 溫、降低高爐能耗、優(yōu)化高爐冶煉工藝有非常重要的意義。高爐熱風(fēng)爐 環(huán)境惡劣，熱風(fēng)溫度的測量不僅要解決被測目標(biāo)的高溫高壓問題，還要 適應(yīng)一年四季環(huán)境變化的要求。目前，用于高爐熱風(fēng)爐熱風(fēng)溫度測量的 儀表主要有三種。第一種是熱電偶測溫，它將熱電偶及其保護(hù)套管直接 插入爐內(nèi)測量熱風(fēng)溫度，屬于接觸測溫，是目前最為廣泛使用的測量方 式。它的優(yōu)點(diǎn)是能夠連續(xù)測溫、精度較高，缺點(diǎn)是由于爐內(nèi)溫度壓力上 下波動，熱電偶及其保護(hù)套管會產(chǎn)生熱震動現(xiàn)象，熱電偶為易耗品、損 壞較頻繁，熱電偶必須在休風(fēng)狀態(tài)下更換，因此維護(hù)運(yùn)行成本較高，另 外熱電偶本身的一致性差，也影響更換前后溫度測量值的一致性。第二 種是針對熱電偶測溫的不足而出現(xiàn)的光電輻射測溫儀，它是將裝有保護(hù) 裝置的光電探頭固定安裝在高爐熱風(fēng)爐拱頂原來插熱電偶的位置上，使 探頭能夠通過密封的窗口和熱電偶插孔，瞄準(zhǔn)熱風(fēng)爐內(nèi)部來測量熱風(fēng)溫 度。這種儀表的探頭不接觸高溫目標(biāo)，屬于非接觸測溫。它的優(yōu)點(diǎn)是能 夠連續(xù)測溫、穩(wěn)定性、測量的一致性和使用壽命較熱電偶測溫都有較大 地提高，可以減少熱電偶的消耗，降低儀表的運(yùn)行維護(hù)成本。它的缺點(diǎn) 是安裝在現(xiàn)場的探頭即光電傳感器中的電子部件仍然處于高溫粉塵等 惡劣環(huán)境之中，不能長期正常工作，使用壽命大大縮短。第三種是針對 光電輻射測溫不足而出現(xiàn)的光纖光電輻射測溫儀。這種儀表通過傳光光纖將表達(dá)一定溫度的光信號送到遠(yuǎn)離惡劣的現(xiàn)場的光電傳感器，使光電 傳感器在一個(gè)較好的環(huán)境中工作，從而實(shí)現(xiàn)儀器的長期正常工作。但是，
由于技術(shù)的原因，傳光光纖通常采用多股光纖且長度不超過10米。所
以，在實(shí)際運(yùn)用中光電傳感器仍然不能遠(yuǎn)離惡劣的現(xiàn)場環(huán)境，嚴(yán)重制約 了它在高爐熱風(fēng)爐拱頂?shù)葠毫迎h(huán)境下的使用壽命。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種高爐熱風(fēng)爐拱頂熱風(fēng) 溫度測量裝置，能夠準(zhǔn)確測量熱風(fēng)溫度，具有穩(wěn)定、可靠、使用壽命長 的特點(diǎn)。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出以下技術(shù)方案 一種高爐熱 風(fēng)爐拱頂熱風(fēng)溫度測量裝置，保護(hù)窺視管插入熱風(fēng)爐內(nèi)，與測溫頭殼通 過同軸法蘭聯(lián)接，光纖的一端端面位于測溫頭殼內(nèi)，另一端連接光電傳 感器，光電傳感器通過電纜連接單片機(jī)處理系統(tǒng)，單片機(jī)處理系統(tǒng)連接 數(shù)模轉(zhuǎn)換及輸出電路，其特征在于測溫頭外殼內(nèi)裝半球反射器，所述 反射半球器扣在保護(hù)窺視管的上方，聚焦物鏡通過套筒座安裝在所述半 球反射器的頂部，光纖的一端端面通過套筒座安裝在聚焦物鏡的焦距 處，另一端端面通過機(jī)械斬波調(diào)制盤與光電傳感器偶合，光電傳感器輸 出的電信號通過前置放大器和單片機(jī)處理系統(tǒng)運(yùn)算，輸出與溫度對應(yīng)的 模擬量或數(shù)字量。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述光纖為單芯石英光纖。
進(jìn)一步改進(jìn)地，所述單片機(jī)處理系統(tǒng)還輸出4 20mA標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)電信號。
本實(shí)用新型提供的高爐熱風(fēng)爐拱頂熱風(fēng)溫度測量裝置，能夠長距離 傳輸表達(dá)一定溫度的光信號，將光電傳感器在遠(yuǎn)離惡劣現(xiàn)場處安裝，實(shí) 現(xiàn)熱風(fēng)溫度的連續(xù)測量并保證測溫的一致性和準(zhǔn)確性。它具有穩(wěn)定、可 靠、使用壽命長的特點(diǎn)，減少熱電偶消耗，大幅降低儀表運(yùn)行成本和維護(hù)工作量，達(dá)到完全取代熱電偶，完成測量高爐熱風(fēng)爐熱風(fēng)溫度的目的。

圖1為本實(shí)用新型高爐熱風(fēng)爐拱頂熱風(fēng)溫度測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
如圖1所示，收集熱輻射光的保護(hù)窺視管7插入熱風(fēng)爐9內(nèi)，表面 拋光并鍍金的反射半球器5扣在保護(hù)窺視管7的上方，聚焦物鏡4通過 套筒座3安裝在所述半球反射器5的頂部，光纖1的一端端面通過套筒 座3安裝在聚焦物鏡4的焦距處，其另一端端面通過機(jī)械斬波調(diào)制盤8 與光電傳感器偶合，光電傳感器輸出的電信號通過前置放大器和單片機(jī) 處理系統(tǒng)運(yùn)算，輸出與溫度對應(yīng)的數(shù)字量，或通過D/A轉(zhuǎn)換電路輸出模 擬量，這樣就測出了高爐熱風(fēng)爐拱頂熱風(fēng)溫度。 實(shí)施例
某煉鐵廠3200m3高爐熱風(fēng)爐拱頂熱風(fēng)溫度測量，其中保護(hù)窺視管為
剛玉管導(dǎo)光體產(chǎn)生近紅外光，近紅外光經(jīng)過其表面拋光并鍍金的反射半 球器及其頂部的聚焦物鏡聚焦在傳光光纖的端面，實(shí)現(xiàn)了近紅外光信號
的無少損耗傳輸、為使用單芯傳光光纖進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸提供了保證。光 纖為直徑500um的單芯石英光纖，長度為100m。單芯石英光纖的另一 端輸出的近紅外光通過機(jī)械斬波調(diào)制盤與光電傳感器偶合，得到一交變 電信號，使用斬波器旨在提高系統(tǒng)的信噪比，并能避免后續(xù)電路中處理 小信號直流放大的難題。電信號通過前置放大器和單片機(jī)處理系統(tǒng)運(yùn) 算，輸出與溫度對應(yīng)的模擬量或數(shù)字量，并輸出4 20mA標(biāo)準(zhǔn)信號送記 錄儀或計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。儀表的溫度測量范圍90(Tl40(TC，測量誤差小 于1%。由于采用長度為100m的單芯長光纖，使光電傳感器遠(yuǎn)離惡劣的現(xiàn)場，實(shí)現(xiàn)了熱風(fēng)溫度的連續(xù)測量并保證測溫的一致性和準(zhǔn)確性。它具 有穩(wěn)定、可靠、使用壽命長的特點(diǎn)，減少熱電偶消耗，大幅降低了儀表 運(yùn)行成本和維護(hù)工作量，達(dá)到完全取代熱電偶，完成測量高爐熱風(fēng)爐拱 頂熱風(fēng)溫度的目的。
應(yīng)該說明的是，本具體實(shí)施例只是對本實(shí)用新型所做的示例性說明 而并不限定它的保護(hù)范圍，本領(lǐng)域人員還可以對本實(shí)用新型做一些非實(shí) 質(zhì)性的改變，只要是不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動而對本專利進(jìn)行的改進(jìn)，都在本 專利的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種高爐熱風(fēng)爐拱頂熱風(fēng)溫度測量裝置，保護(hù)窺視管插入熱風(fēng)爐內(nèi)，與測溫頭殼通過同軸法蘭聯(lián)接，光纖的一端端面位于測溫頭殼內(nèi)，另一端連接光電傳感器，光電傳感器通過電纜連接單片機(jī)處理系統(tǒng)，單片機(jī)處理系統(tǒng)連接數(shù)模轉(zhuǎn)換及輸出電路，其特征在于測溫頭外殼內(nèi)裝半球反射器，所述反射半球器扣在保護(hù)窺視管的上方，聚焦物鏡通過套筒座安裝在所述半球反射器的頂部，光纖的一端端面通過套筒座安裝在聚焦物鏡的焦距處，另一端端面通過機(jī)械斬波調(diào)制盤與光電傳感器偶合，光電傳感器輸出的電信號通過前置放大器和單片機(jī)處理系統(tǒng)運(yùn)算，輸出與溫度對應(yīng)的模擬量或數(shù)字量。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高爐熱風(fēng)爐拱頂熱風(fēng)溫度測量裝置，其特 征在于，所述光纖為單芯石英光纖。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐熱風(fēng)爐拱頂熱風(fēng)溫度測量裝置，其特征在于，所述單片機(jī)處理系統(tǒng)還輸出4 20mA標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)電信號。
專利摘要本實(shí)用新型涉及測量高爐熱風(fēng)爐熱風(fēng)溫度的輻射測溫儀表設(shè)計(jì)和制造，它提供一種高爐熱風(fēng)爐拱頂熱風(fēng)溫度測量裝置，測溫頭外殼內(nèi)裝半球反射器，所述反射半球器扣在保護(hù)窺視管的上方，聚焦物鏡通過套筒座安裝在所述半球反射器的頂部，光纖的一端端面通過套筒座安裝在聚焦物鏡的焦距處，另一端端面通過機(jī)械斬波調(diào)制盤與光電傳感器偶合，光電傳感器輸出的電信號通過前置放大器和單片機(jī)處理系統(tǒng)運(yùn)算，輸出與溫度對應(yīng)的模擬量或數(shù)字量。本實(shí)用新型具有穩(wěn)定、可靠、使用壽命長的特點(diǎn)。
文檔編號C21B9/10GK201258340SQ20082019049
公開日2009年6月17日 申請日期2008年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月26日
發(fā)明者午 李 申請人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司