專利名稱：一種自適應(yīng)掃描的窯爐熱像儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及測(cè)量?jī)x器，尤其涉及一種紅外線遙測(cè)儀器，特別是一種自適應(yīng)掃描的窯爐熱像儀。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，普遍利用窯爐熱像儀檢測(cè)水泥生產(chǎn)廠的回轉(zhuǎn)窯的胴體溫度。窯爐熱像儀在線檢測(cè)胴體溫度的變化，實(shí)時(shí)地以二維溫度分布的圖像顯示在顯示器上，能及時(shí)地直觀地把胴體的溫度檢測(cè)出來。由于胴體爐襯經(jīng)常發(fā)生變化，甚至脫落，胴體的溫度變化不斷，在爐襯脫落的地方溫度特別高，甚至?xí)l(fā)生紅窯。發(fā)生紅窯后，如果不及時(shí)處理將會(huì)使胴體變形，以致不能生產(chǎn)，此外，全窯的胴體溫度和爐內(nèi)耐火磚的侵蝕狀況都是控制水泥生產(chǎn)質(zhì)量的重要信息，所以窯爐熱像儀是現(xiàn)代水泥生產(chǎn)所必須具備的檢測(cè)儀器?，F(xiàn)有技術(shù)中的窯爐熱像儀由掃描頭部和計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)構(gòu)成，掃描頭部安裝在窯爐胴體旁邊，計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)安放在中央控制室，兩者由電纜相連接，掃描頭部由掃描鏡、掃描鏡位置傳感器、主透鏡、紅外探測(cè)器、前置放大器、主放大器和輸出驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成。掃描鏡作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)在不同角度時(shí)，此方向的窯爐胴體發(fā)出的紅外線進(jìn)入掃描頭部。掃描鏡的旋轉(zhuǎn)角度具有一定的范圍，相應(yīng)的掃描頭部的掃描角度也具有一定的范圍。窯爐胴體發(fā)出的紅外線由掃描鏡反射進(jìn)入主透鏡，然后紅外線會(huì)聚在紅外探測(cè)器，紅外探測(cè)器采用光電轉(zhuǎn)換元件，把紅外線轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，電信號(hào)由前置放大器放大，再由主放大器和輸出驅(qū)動(dòng)電路輸出，經(jīng)過電纜進(jìn)入中央控制室內(nèi)的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，同時(shí)，掃描鏡位置傳感器將掃描鏡的位置信號(hào)傳遞到計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，由A/D轉(zhuǎn)換器將溫度信號(hào)依據(jù)位置信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過處理后，把胴體的溫度分布顯示在顯示器上?，F(xiàn)有技術(shù)中的窯爐熱像儀的掃描頭部的掃描角度的范圍固定，而在實(shí)際應(yīng)用中，由于安裝位置的限制，掃描角不能全部包含需要的檢測(cè)部分或者過多地含有用戶不要求的檢測(cè)部分，造成檢測(cè)部分熱圖像的欠缺或者顯示了不需要的部分。因而，熱像儀的應(yīng)用經(jīng)常不理想。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷問題是由于現(xiàn)有技術(shù)中的窯爐熱像儀的掃描頭部的掃描角度的范圍固定，所以在實(shí)際應(yīng)用中，由于安裝位置的限制，掃描角不能全部包含需要的檢測(cè)部分或者過多地含有用戶不要求的檢測(cè)部分，造成檢測(cè)部分熱圖像的欠缺或者顯示了不需要的部分。因而，熱像儀的應(yīng)用經(jīng)常不理想。
本實(shí)用新型為解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種自適應(yīng)掃描的窯爐熱像儀，所述的這種自適應(yīng)掃描的窯爐熱像儀由掃描頭部和計(jì)算機(jī)處理裝置構(gòu)成，所述的掃描頭部由掃描鏡、主透鏡、紅外探測(cè)器、前置放大器、主放大器和輸出驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成，所述的掃描鏡設(shè)置在所述的主透鏡的一側(cè)，所述的掃描鏡與一個(gè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件連接，所述的主透鏡設(shè)置在所述的紅外探測(cè)器的前端，所述的紅外探測(cè)器具有一個(gè)電信號(hào)輸出端，所述的電信號(hào)輸出端與所述的前置放大器電氣連接，所述的前置放大器與所述的主放大器和輸出驅(qū)動(dòng)電路電氣連接，所述的主放大器和輸出驅(qū)動(dòng)電路通過電纜與所述的計(jì)算機(jī)處理裝置連接，所述的計(jì)算機(jī)處理裝置中設(shè)置有A/D轉(zhuǎn)換器，其中，所述的A/D轉(zhuǎn)換器與一個(gè)可變時(shí)鐘發(fā)生器連接，所述的可變時(shí)鐘發(fā)生器中設(shè)置有一個(gè)計(jì)算機(jī)接口電路，所述的計(jì)算機(jī)接口電路與所述的計(jì)算機(jī)處理裝置連接。
進(jìn)一步的，所述的紅外探測(cè)器由碲鎘汞紅外敏感元、半導(dǎo)體制冷器和溫度傳感器構(gòu)成。
進(jìn)一步的，所述的可變時(shí)鐘發(fā)生器可以采用intel公司8254可編程計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器。
進(jìn)一步的，所述的A/D轉(zhuǎn)換器可以采用AD公司的pipelinedAD9221芯片。
本實(shí)用新型的工作過程是窯爐胴體發(fā)出的紅外線由掃描鏡反射進(jìn)入主透鏡，然后紅外線會(huì)聚在紅外探測(cè)器，紅外探測(cè)器將紅外線轉(zhuǎn)換為溫度電信號(hào)，此電信號(hào)由前置放大器放大，再傳遞到主放大器和輸出驅(qū)動(dòng)電路，通過電纜溫度電信號(hào)傳遞到計(jì)算機(jī)處理裝置。計(jì)算機(jī)處理裝置通過可變時(shí)鐘發(fā)生器中的接口電路對(duì)可變時(shí)鐘發(fā)生器進(jìn)行編程，使可變時(shí)鐘發(fā)生器產(chǎn)生不同頻率的時(shí)鐘脈沖，此脈沖輸入A/D轉(zhuǎn)換器，觸發(fā)A/D轉(zhuǎn)換。因此通過對(duì)可變時(shí)鐘發(fā)生器的編程，能夠控制A/D轉(zhuǎn)換的速率，在掃描鏡轉(zhuǎn)速和采樣數(shù)目不變的情況下，A/D轉(zhuǎn)換速率的改變即等于掃描角度的變化。依據(jù)掃描頭相對(duì)于窯爐胴體的幾何位置及所檢測(cè)的部位，由計(jì)算機(jī)處理裝置計(jì)算得到位置數(shù)據(jù)，A/D轉(zhuǎn)換器的時(shí)鐘頻率以及對(duì)可變時(shí)鐘發(fā)生器的編程數(shù)據(jù)，對(duì)可變時(shí)鐘發(fā)生器進(jìn)行編程，使A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)檢測(cè)部位的溫度電信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化，經(jīng)過處理后，即可得到窯爐胴體的檢測(cè)部位的溫度分布圖像。
具體的，所述的可變時(shí)鐘發(fā)生器是一個(gè)脈沖發(fā)生器，所述的脈沖發(fā)生器為觸發(fā)A/D轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖，其脈沖寬度和極性可根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換器的要求設(shè)定。其脈沖的頻率能夠改變，并能夠采用編程的方式設(shè)置脈沖的頻率。
進(jìn)一步的，本實(shí)用新型中所述的計(jì)算機(jī)處理裝置、掃描鏡、主透鏡、紅外探測(cè)器、前置放大器、主放大器和輸出驅(qū)動(dòng)電路、旋轉(zhuǎn)構(gòu)件、A/D轉(zhuǎn)換器、可變時(shí)鐘發(fā)生器及其接口電路均可采用現(xiàn)有技術(shù)中的公知技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，有關(guān)計(jì)算機(jī)處理裝置、掃描鏡、主透鏡、紅外探測(cè)器、前置放大器、主放大器和輸出驅(qū)動(dòng)電路、旋轉(zhuǎn)構(gòu)件、A/D轉(zhuǎn)換器、可變時(shí)鐘發(fā)生器及其接口電路均在現(xiàn)有技術(shù)中的公知技術(shù)方案，已為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所熟知，所以在此不再贅述。
本實(shí)用新型與已有技術(shù)相對(duì)照，其效果是積極和明顯的。本實(shí)用新型一種自適應(yīng)掃描的窯爐熱像儀由計(jì)算機(jī)處理裝置根據(jù)掃描頭部具體位置計(jì)算得到位置數(shù)據(jù)，利用可變時(shí)鐘發(fā)生器來控制A/D轉(zhuǎn)換的速率，從而根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換速率的改變確定掃描角度，克服了傳統(tǒng)熱像儀掃描角度固定的缺陷，它能夠在40°～110°的掃描范圍內(nèi)采集溫度數(shù)據(jù)，把所要求檢測(cè)的胴體部分正好充滿畫面顯示在顯示器上。畫面的顯示分辨率保持不變，即熱圖像的質(zhì)量保持不變。因而在實(shí)際應(yīng)用中，幾乎可以在所有情況下，都能完美地顯示熱圖像，從而滿足了用戶的要求。


圖1是本實(shí)用新型一種自適應(yīng)掃描的窯爐熱像儀的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的功能結(jié)構(gòu)模塊示意圖。
圖2是本實(shí)用新型一種自適應(yīng)掃描的窯爐熱像儀的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的原理結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型一種自適應(yīng)掃描的窯爐熱像儀由掃描頭部10和計(jì)算機(jī)處理裝置30構(gòu)成，所述的掃描頭部10由掃描鏡1、主透鏡2、紅外探測(cè)器3、前置放大器4、主放大器和輸出驅(qū)動(dòng)電路5構(gòu)成，所述的掃描鏡1設(shè)置在所述的主透鏡2的一側(cè)，所述的掃描鏡1與一個(gè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件連接，所述的主透鏡2設(shè)置在所述的紅外探測(cè)器3的前端，所述的紅外探測(cè)器3具有一個(gè)電信號(hào)輸出端，所述的電信號(hào)輸出端與所述的前置放大器4電氣連接，所述的前置放大器4與所述的主放大器和輸出驅(qū)動(dòng)電路5電氣連接，所述的主放大器和輸出驅(qū)動(dòng)電路5通過電纜與所述的計(jì)算機(jī)處理裝置30連接，所述的計(jì)算機(jī)處理裝置30中設(shè)置有A/D轉(zhuǎn)換器20，其中，所述的A/D轉(zhuǎn)換器20與一個(gè)可變時(shí)鐘發(fā)生器50連接，所述的可變時(shí)鐘發(fā)生器50中設(shè)置有一個(gè)計(jì)算機(jī)接口電路60，所述的計(jì)算機(jī)接口電路60與所述的計(jì)算機(jī)處理裝置30連接，所述的計(jì)算機(jī)處理裝置30連接一個(gè)顯示器40。
進(jìn)一步的，所述的紅外探測(cè)器由碲鎘汞紅外敏感元、半導(dǎo)體制冷器和溫度傳感器構(gòu)成。
進(jìn)一步的，所述的可變時(shí)鐘發(fā)生器50采用intel公司8254可編程計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器。
進(jìn)一步的，所述的A/D轉(zhuǎn)換器20采用AD公司的pipelinedAD9221芯片。
權(quán)利要求1，一種自適應(yīng)掃描的窯爐熱像儀，由掃描頭部和計(jì)算機(jī)處理裝置構(gòu)成，所述的掃描頭部由掃描鏡、主透鏡、紅外探測(cè)器、前置放大器、主放大器和輸出驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成，所述的掃描鏡設(shè)置在所述的主透鏡的一側(cè)，所述的掃描鏡與一個(gè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件連接，所述的主透鏡設(shè)置在所述的紅外探測(cè)器的前端，所述的紅外探測(cè)器具有一個(gè)電信號(hào)輸出端，所述的電信號(hào)輸出端與所述的前置放大器電氣連接，所述的前置放大器與所述的主放大器和輸出驅(qū)動(dòng)電路電氣連接，所述的主放大器和輸出驅(qū)動(dòng)電路通過電纜與所述的計(jì)算機(jī)處理裝置連接，所述的計(jì)算機(jī)處理裝置中設(shè)置有A/D轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述的A/D轉(zhuǎn)換器與一個(gè)可變時(shí)鐘發(fā)生器連接，所述的可變時(shí)鐘發(fā)生器中設(shè)置有一個(gè)計(jì)算機(jī)接口電路，所述的計(jì)算機(jī)接口電路與所述的計(jì)算機(jī)處理裝置連接。
2，如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)掃描的窯爐熱像儀，其特征在于所述的紅外探測(cè)器由碲鎘汞紅外敏感元、半導(dǎo)體制冷器和溫度傳感器構(gòu)成。
3，如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)掃描的窯爐熱像儀，其特征在于所述的可變時(shí)鐘發(fā)生器為intel公司8254可編程計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器。
4，如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)掃描的窯爐熱像儀，其特征在于所述的A/D轉(zhuǎn)換器為AD公司的pipelinedAD9221芯片。
專利摘要一種自適應(yīng)掃描的窯爐熱像儀，由掃描頭部和計(jì)算機(jī)處理裝置構(gòu)成，掃描頭部經(jīng)電纜與計(jì)算機(jī)處理裝置連接。計(jì)算機(jī)處理裝置內(nèi)設(shè)A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器與可變時(shí)鐘發(fā)生器連接，可變時(shí)鐘發(fā)生器中設(shè)置有接口電路，通過接口電路對(duì)可變時(shí)鐘發(fā)生器進(jìn)行編程，使可變時(shí)鐘發(fā)生器產(chǎn)生不同頻率時(shí)鐘脈沖，脈沖輸入A/D轉(zhuǎn)換器，觸發(fā)A/D轉(zhuǎn)換。依據(jù)掃描頭相對(duì)于窯爐胴體的幾何位置及所檢測(cè)部位，由計(jì)算機(jī)處理裝置計(jì)算得到位置數(shù)據(jù)、A/D轉(zhuǎn)換器時(shí)鐘頻率以及對(duì)可變時(shí)鐘發(fā)生器的編程數(shù)據(jù)，對(duì)可變時(shí)鐘發(fā)生器編程，對(duì)由掃描頭傳輸過來的溫度信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，經(jīng)處理可得到所檢測(cè)部位的溫度分布圖像。本實(shí)用新型克服了傳統(tǒng)熱像儀掃描位置受限的缺陷，顯示熱圖像效果理想。
文檔編號(hào)G01J5/52GK2711707SQ20042002345
公開日2005年7月20日 申請(qǐng)日期2004年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月7日
發(fā)明者郁雷 申請(qǐng)人:上海德運(yùn)光電技術(shù)有限公司