專利名稱：焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種煉焦爐內(nèi)部溫度的測溫裝置，具體涉及的是焦爐內(nèi)部無線自冷連 續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置。
背景技術：
隨著世界工業(yè)化的發(fā)展，冶金工業(yè)爐窯建設速度迅猛，規(guī)模也越來越大，據(jù)不完全統(tǒng) 計，全世界僅大型冶金焦爐窯就有數(shù)千座，在中國也有近千座。而焦炭產(chǎn)品質(zhì)量的高低， 其決定性因素包括原材料(原媒)質(zhì)量、冶煉溫度的調(diào)控。為達到較高的焦碳質(zhì)量，主 要采用的辦法包括改變煤種配合比例(進行煤質(zhì)調(diào)控)；有效改進和控制加熱狀態(tài)。
在煉焦過程中，由于分布均勻且又合理的溫度可顯著提高焦炭質(zhì)量，并減少結焦時間 以節(jié)約能源，故在煤種配合比例已定的情況下，有效改進和控制加熱溫度，從而改善煉焦 爐加熱狀態(tài)，實現(xiàn)焦爐加熱最佳化，是提高焦炭質(zhì)量和節(jié)約能源的唯一途徑。
工業(yè)焦爐結構一般都比較龐大，通常每座焦爐炭化室加熱橫墻面積縱向尺寸為14-18 米，垂直尺寸為4.7-6米，其特征是需要測溫的炭化室橫墻水平方向狹窄且跨度較長，縱 向亦有較大的深度，加熱處的立火道開口形狀小，爐內(nèi)高溫且焦爐內(nèi)外有大量煙塵及多種 成分的氣體，所以對如此大規(guī)模的焦爐實現(xiàn)較理想測溫，存在以下問題
1 、 一般的測溫儀表對炭化室加熱橫墻溫度分布很難進行測量；
2、 由于加熱的立火道開口形狀太小的緣故，加熱室橫墻垂直溫度更是難以測定；
3、 由于爐內(nèi)130(TC以上的高溫，焦爐內(nèi)外具有大量煙塵及多種成分的氣體，其中還
有多種腐蝕性氣體，這些煙塵及氣體在不同溫度條件下會發(fā)生相變，相變生成的物質(zhì)一
旦附著在測溫儀表面，即刻使其面目全非，或者該測溫儀也會因受到高溫燒烤而變質(zhì)損壞； 因此難以得到將所有燃燒室(加熱橫墻)加熱溫度都調(diào)整到最佳狀態(tài)的標準測溫。同 時因受到上述情況的制約，現(xiàn)有技術的煉焦爐測溫制度及測溫裝備中，所采用的測溫技術
和設備都為間接測溫，主要包括
1、手持比色式光學高溫計或者手持式紅外測溫儀；
這種測溫設備由專設的人工測溫班組攜帶,在煉焦爐爐頂?shù)囊慌排呕鸬烙^火孔處巡回,對觀火孔用眼睛瞄準進行觀測。由于焦爐爐頂還有來回行走的裝煤大車，時時阻礙測溫的進行，故所測定的溫度受環(huán)境和人為因素影響而誤差很大。而且，觀測時從揭開孔蓋到瞄準觀測完畢及至恢復孔蓋，需要一定的操作時間，每班組每天僅能進行100多個觀測點
的測溫，難以完成全座焦爐所有的1600多個火道觀測孔的普遍檢査，為此只能采取減量抽査的辦法，即在每一加熱室共32個火道觀測點中選2個進行局部檢測，這種檢測方法代表性差，不能全面反映焦爐炭化室各個部位的實際溫度。
2、 預埋鋼管測溫；
實際操作方法是在炭化室裝煤時，將若干根1-5米長的鋼管埋入炭化室煤層中，待約20小時焦炭成熟時，用手持式高溫計對準鋼管孔進行測溫，測溫結束后再人工將熾熱的鋼管從炭化室焦炭中一根根拔出，然后才能出焦，。整個實施過程繁瑣，操作困難，勞動強度大，每次操作最多選擇1-2個炭化室進行，每隔1-2個月才能進行一次，測得的溫度更不具代表性，所以很少采用。
3、 使用長達4米的貴金屬熱電偶安插在加熱室的兩側進行測溫；這種方法也存在很大弊端， 一是每座(50米x6米)焦爐至少需要102只4米熱電偶
再加102部顯示儀表及其專用導線等，設備投資太大；二是熱電偶因時時經(jīng)受高溫燒烤，自然損壞率太高，日常維護工作頻繁、需要的維持費太多而且經(jīng)常出現(xiàn)壞點而造成測溫不準確。由于上述各種測溫方法都存在嚴重弊端,所以有史以來焦爐的測溫工作一直是世界性的一大技術難題，加熱室橫墻垂直溫度分布和水平溫度分布的衡量和評價始終受到很大局限，焦爐現(xiàn)代化熱工管理水平始終受到制約，節(jié)約煉焦能源消耗也無真正可靠的數(shù)學依據(jù)，熱工控制水平和產(chǎn)品質(zhì)量一直受到嚴重影響。
近些年來,國際上研制和使用了"推焦桿水冷式焦爐爐墻測溫裝置"，即國際間所稱的焦
爐第三代測溫技術。但這種測溫技術存在很大缺點，需要循環(huán)水對設備給予冷卻，還需要高壓空氣對探頭進行吹掃。這就造成推焦桿上需要附加的多層管道和設備太多，增加的重
量太大；而且水、氣管線及裝在推焦車上的其它配套設備(例如水箱、散熱器、鋼管、膠管、巻管輪等)故障頻繁，維修不易；循環(huán)水管道頻繁出入焦爐內(nèi)部，高溫一低溫相差太大，(爐內(nèi)1300余攝氏度，爐外冬時零下20余攝氏度)時冷時熱，熱脹冷縮必然導致嚴重變形而經(jīng)常損壞，所以還需要定期更換，更為嚴重的是， 一旦在更換周期之前在焦爐內(nèi)部發(fā)生漏水，將造成嚴重事故，所以國內(nèi)外均未能普及應用。發(fā)明內(nèi)容
本實用新型裝置就是為了解決焦爐內(nèi)測溫工作中的難題，能測量出焦爐內(nèi)部加熱室橫 墻垂直分布和水平分布的溫度，并對測量結果做出評價，使焦爐現(xiàn)代化熱工管理水平始得 到提高，節(jié)約煉焦能源消耗也有了可靠的數(shù)學依據(jù)。本實用新型的裝置不需既不用手持比 色式光學高溫計或者手持式紅外測溫儀測溫，也不用在焦爐內(nèi)部的炭化室預埋鋼管測溫， 更不用使用貴金屬熱電偶安插在加熱室的兩側進行測溫，同時也避免了因需要循環(huán)水對測 溫設備給予冷卻，用高壓空氣對測溫探頭進行吹掃所帶來事故的危險。
本實用新型的技術方案是提供了一種焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置， 其特點是包括智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置、仿生抗高溫保護裝置、車載計算機工作站、 基地中央計算機工作站。
所述的智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置外部各設有一個仿生抗高溫保護裝置;所述的智 能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置與車載計算機工作站通過一級無線通訊模塊相互聯(lián)系，傳輸信 息；所述的車載計算機工作站與基地中央計算機工作站通過二級無線通訊模塊相互聯(lián)系， 傳輸信息。
上述的一種焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置，其中，所述的智能無線數(shù) 據(jù)采集及傳送裝置包括了一級無線通訊模塊、焦爐炭化室攝像測溫單元、自溫測量單元、 電壓測量單元、圖像信號匹配模塊、數(shù)據(jù)轉換存儲模塊、智能程控編碼模塊和調(diào)制解調(diào)器。 所述的焦爐炭化室攝像測溫單元與所述的圖像信號匹配模塊連接，并向其單向傳輸圖像信 號。所述的焦爐炭化室攝像測溫單元、自溫測量單元、電壓測量單元和智能程控編碼模塊 分別與所述的數(shù)據(jù)轉換存儲模塊連接，并分別單向傳輸控制及數(shù)據(jù)信號。所述的電壓測量 單元與所述的調(diào)制解調(diào)器連接，并向其單向傳輸數(shù)據(jù)信號。所述的數(shù)據(jù)轉換存儲模塊與所 述的調(diào)制解調(diào)器連接，并向其單向傳輸數(shù)據(jù)信號。所述的圖像信號匹配模塊和調(diào)制解調(diào)器 分別與所述的一級無線通訊模塊連接，并分別向其單向傳輸數(shù)據(jù)信號。
所述的智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置是一種"全無線自冷卻工作方式"的"數(shù)據(jù)采集傳 輸裝置"，它懸掛在推焦桿上，在推焦期間深入到焦爐炭化室內(nèi)部，對炭化室爐墻進行直 接測溫，它在程序控制模塊、供電電源模塊和仿生抗高溫絕熱保護裝置的支持下，形成全 自動仿生控制技術所規(guī)定的工作模式，不需人工日常參與或千預。
所述的智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置，在設計時主要考慮到載體機械狀況，包括工 作性質(zhì)、允許可占用的空間位置以及焦爐現(xiàn)場及炭化室內(nèi)部環(huán)境等因素，采用了自動進行 程控初始化，自動檢測和識別推焦車的工作狀態(tài)，自動進行溫度測量和圖像攝取，自動將測溫數(shù)據(jù)和圖像信息通過無線通訊裝置發(fā)送到設在推焦車上的載計算機工作站。
上述的一種焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置，其中，所述的焦爐炭化室攝像測溫單元包含紅外光學鏡頭組件、紅外圖像信號傳感器、紅外溫度信號傳感器、圖像信號放大器和溫度信號放大器。所述的紅外光學鏡頭組件通過光學路徑與紅外圖像信號傳感器相對應設置，并向其單向傳輸爐內(nèi)火焰圖像信號。所述的紅外圖像信號傳感器的輸出端與所述的圖像信號放大器的正極連接。所述的紅外溫度信號傳感器的輸出端與所述的溫度信號放大器的正極連接。所述的圖像信號放大器的輸出端與圖像信號匹配模塊的輸入端連接，并向其單向傳輸數(shù)據(jù)信號。所述的溫度信號放大器的輸出端與數(shù)據(jù)轉換存儲模塊的輸入端連接，并向其單向傳輸數(shù)據(jù)信號。
上述的一種焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置，其中，所述的自溫測量單元包含內(nèi)部溫度傳感器和溫度信號放大器。所述的內(nèi)部溫度傳感器與所述的溫度信號放大器的正極連接，所述的溫度信號放大器與數(shù)據(jù)轉換存儲模塊連接，并向其單向傳輸數(shù)據(jù)信號。該裝置能同時測得爐內(nèi)的溫度信號及圖像信號，以便于工作人員能用計算機根據(jù)圖像信號來分析爐內(nèi)燃燒情況，再根據(jù)溫度判斷爐內(nèi)燃燒是否出現(xiàn)異常情況。
上述的一種焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置，其中，所述的電壓測量單元包含電壓信號放大器和電源組件。所述的電源組件電連接所述的電壓信號放大器的正極，并向其單向傳輸數(shù)據(jù)信號。所述的電源組件輸出電壓連接調(diào)制解調(diào)器，并向其單向傳
輸數(shù)據(jù)信號，所述的電源組件上設有備用充電接口。
所述的智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置，它的功能還包含測量自身溫度的任務，地面控制中心能夠根據(jù)它提供的信號得知其自身溫度的高低，判斷它在高溫環(huán)境下的安全工作情況。它還具備自身內(nèi)部電池電壓測量單元由運算放大器+A/D轉換+2路調(diào)制門，組成測內(nèi)部電池電壓單元，測量結果經(jīng)2路調(diào)制門到第一級通訊裝置傳送到設在推焦大車上的
車載計算機工作站，自身內(nèi)部溫度以及自身電源電壓這兩組數(shù)據(jù)，是探頭生命信號及探頭
生命保障系統(tǒng)的基本參數(shù)，為保障信號及時和準確，由編程規(guī)定每隔5-10分鐘測量一次。
需要說明的是，焦爐內(nèi)的紅外溫度信號數(shù)據(jù)采集與紅外圖像信號數(shù)據(jù)采集需要同時進行。
需進一步說明的是，本實用新型所實施的智能無線傳輸紅外感溫探頭，在其周圍由抗腐蝕、耐高溫、無電磁效應的特種金屬制作的"仿生抗高溫絕熱保護裝置"給予保護，使感溫探頭具備有仿生效能的自我保護功能，在高溫環(huán)境工作期間保障自身不致?lián)p壞。
上述的一種焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置，其中，所述的仿生抗高溫
11保護裝置是封閉的核殼結構，該核殼結構由內(nèi)至外依次包覆7層殼體，各層殼體之間設 有空間，最內(nèi)層殼體之中設有空腔。所述的智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置安放于所述的空 腔之中，所述的多層殼體上都具有一個開口以及一個尺寸與開口相互匹配的頂蓋。
所述的7層殼體的最外部包覆有絕熱隔離層，由外向內(nèi)，殼體間分別設有充填層、
外真空層、充填蓄熱層、中真空層、液氮容器和內(nèi)真空層，最里層的殼體內(nèi)設有一空腔， 所述的智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置置于該空腔內(nèi)，所述的中真空層處于真空狀態(tài)。
所述的仿生抗高溫保護裝置的仿生自我保護效能還有:在工作時間如果遇到推焦桿滯 留爐中，其自身受到高溫長時間危害的特殊情況時，其自身攜帶的相變物質(zhì)將把有害熱量 吸收和排除，以保障自身不致?lián)p壞，如果仍未解決危機，它就將發(fā)出求援信號，請求工作 人員給予幫助。
上述的一種焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置，其中，所述的車載計算機 工作站包含 一級無線通訊模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、爐號自動識別裝置、推焦電流檢測裝置、 測溫數(shù)據(jù)嵌位裝置、車載計算機系統(tǒng)和二級無線通訊模塊。所述的一級無線通訊模塊、爐 號自動識別裝置和推焦電流檢測裝置分別與數(shù)據(jù)采集模塊連接，并分別雙向傳輸數(shù)據(jù)及控 制信號。所述的測溫數(shù)據(jù)嵌位裝置分別與數(shù)據(jù)采集模塊和車載計算機連接系統(tǒng)，并分別雙 向傳輸數(shù)據(jù)及控制信號。所述的數(shù)據(jù)采集模塊電連接車載計算機系統(tǒng)，并雙向傳輸數(shù)據(jù)及 控制信號。所述的車載計算機系統(tǒng)與二級無線通訊模塊連接，并雙向傳輸數(shù)據(jù)及控制信號。
上述的一種焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置，其中，所述的爐號自動識 別裝置包含紅外鏡頭組件、紅外接收矩陣、信號放大器、與非門解碼電路、與門數(shù)碼識 別器、數(shù)據(jù)鎖存器、程序編碼單元、電源裝置、三態(tài)總線驅動器及總線。其中，所述的紅 外接收矩陣由一組紅外接收元件組成，并按照矩陣式排列。所述的紅外鏡頭組件與紅外接 收矩陣相對應設置，所述的紅外接收矩陣與信號放大器連接，并雙向傳輸爐號數(shù)據(jù)信號， 所述的紅外接收矩陣、與非門解碼電路、與門數(shù)碼識別器、數(shù)據(jù)鎖存器、程序編碼單元以 及電源裝置都并聯(lián)連接到所述的總線，并通過總線相互之間雙向傳輸數(shù)據(jù)及控制信號。所 述的信號放大器的輸出端與與非門解碼電路的輸入端連接，與非門解碼電路、與門數(shù)碼識 別器以及數(shù)據(jù)鎖存器依次串聯(lián)連接，并依次單向傳輸數(shù)據(jù)及控制信號，所述的數(shù)據(jù)鎖存器 電連接三態(tài)總線驅動器，并單向傳輸數(shù)據(jù)及控制信號，所述的三態(tài)總線驅動器電連接數(shù)據(jù) 采集模塊，并雙向傳輸數(shù)據(jù)及控制信號。
實施的紅外輻射探測型"爐號自動識別裝置"，它利用焦爐原建筑結構爐框上的標號 牌進行爐號辨別，不需要在焦爐上再增設附加裝置，探測到的爐號信號自動輸入計算機'形成爐號數(shù)據(jù)與測溫數(shù)據(jù)準確對應的數(shù)據(jù)文件，然后再由二級無線通訊模塊傳送到設在焦 爐控制中心的"基地計算機系統(tǒng)"，配合測溫數(shù)據(jù)文件形成完整直觀的圖文報表。
上述的一種焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置，其中，所述的測溫數(shù)據(jù)嵌
位裝置包含測溫信號采集A/D轉換模塊和圖像信號采集模塊，兩者相互電連接并相互雙 向傳輸數(shù)據(jù)及控制信號。所述的測溫信號采集A/D轉換模塊同時電連接所述的數(shù)據(jù)采集 模塊和車載計算機系統(tǒng)，并向數(shù)據(jù)采集模塊和車載計算機系統(tǒng)雙向傳輸數(shù)據(jù)及控制信號。 所述的圖像信號釆集模塊電連接所述的車載計算機系統(tǒng)，并向車載計算機系統(tǒng)雙向傳輸數(shù) 據(jù)及控制信號。所述的圖像信號采集模塊電連接所述的測溫信號采集A/D轉換模塊，并 向其雙向傳輸數(shù)據(jù)及控制信號。
上述的一種焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置，其中，所述的車載計算機
系統(tǒng)包含車載計算機、數(shù)據(jù)緩存模塊、監(jiān)視器和電源裝置。所述的車載計算機分別與所
述的數(shù)據(jù)采集模塊、所述的測溫信號采集A/D轉換模塊、所述的圖像信號采集模塊、所 述的數(shù)據(jù)緩存模塊、監(jiān)視器及電源裝置連接，并分別雙向傳輸數(shù)據(jù)及控制信號。所述的監(jiān) 視器與所述的電源裝置連接，并雙向傳輸數(shù)據(jù)及控制信號。所述的數(shù)據(jù)緩存模塊與所述的 二級無線通訊模塊連接，并雙向傳輸數(shù)據(jù)及控制信號。
上述的一種焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置，其中，所述的基地中央計
算機工作站包含二級無線通訊模塊、中央計算機、監(jiān)視器、打印機、UPS電源、人機
對話裝置、數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)通訊模塊。所述的二級無線通訊模塊與所述的中央計算機連接，并雙 向傳輸數(shù)據(jù)及控制信號。所述的中央計算機分別與所述的監(jiān)視器、打印機、人機對話裝置、
數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)通訊模塊連接，并分別與各裝置雙向傳輸數(shù)據(jù)及控制信號。所述的UPS電源分 別與所述的中央計算機、監(jiān)視器和打印機連接。
所述的基地中央計算機工作站在智能軟件的支持下，時刻以待機狀態(tài)通過二級通訊模 塊對車載計算機系統(tǒng)進行通訊、聯(lián)絡和監(jiān)控，當接收到車載計算機系統(tǒng)發(fā)過來的測溫信號 時，"中央微處理機系統(tǒng)"立刻啟動"專家智能軟件系統(tǒng)"，對測溫信號進行綜合處理，分析 焦爐內(nèi)部各部分加熱爐墻溫度狀況，由顯示器顯示分析結果、打印機繪制圖表曲線，用中 文或西文報告及警告被測物溫度有無異常情況，提示導致異常情況的原因，提出應采取的 緊急解決辦法或措施；在微機數(shù)據(jù)接口(1/0接口)輸出相應信號，指令燃燒控制系統(tǒng)的執(zhí) 行機構進行動作，調(diào)整燃氣或燃料以及氧氣的供應量，實現(xiàn)加熱溫度的可控調(diào)整，達到優(yōu) 化控制加熱的目的，其最終目標是穩(wěn)定提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，節(jié)約能源消耗。
優(yōu)選地,所述的一個仿生抗高溫保護裝置內(nèi)設有所述的一個或多個智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置，所述的智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置采用一組或多組，每組由至少有一個智 能無線數(shù)據(jù)釆集及傳送裝置組成。所述的車載計算機工作站上設有至少一個一級無線通訊 模塊、至少一個自動爐號識別裝置、至少一個推焦電流檢測裝置，所述的車載計算機工作 站至少采用一組或多組，每組至少有一個車載計算機，所述的基地中央計算機工作站上設 有至少一個二級無線通訊模塊。
本裝置在采用一個仿生抗高溫保護裝置內(nèi)設有所述的多個智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送 裝置時，可以同時采集幾組溫度數(shù)據(jù)，同時對幾組數(shù)據(jù)進行校對，以選出最優(yōu)的一組數(shù)據(jù)。 本裝置也可采用在爐內(nèi)放置幾個仿生抗高溫保護裝置，這樣可同時對爐內(nèi)的各個點進行溫 度的測試，以更好的觀察爐內(nèi)的燃燒情況。
本實用新型所公開的一種焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置的優(yōu)點是，可 以替代原始的間接測溫裝置對焦爐進行大廣角、多方位整體直接測溫。焦爐內(nèi)的溫度及圖 像數(shù)據(jù)信號可同時傳送到車載計算機工作站，以便于同時觀測溫度及爐內(nèi)的情況。該裝置 的另一優(yōu)點是基地中央計算機工作站自動將數(shù)據(jù)進行存檔處理，隨后自動啟動"專家智 能軟件系統(tǒng)"，自動按數(shù)據(jù)情況分析焦爐各部分溫度狀況。同時，該裝置還可通過軟件來 設置循環(huán)采集信號的周期。該套測溫裝置可連續(xù)重復使用，無互換誤差，可以對焦爐數(shù)萬 個重要測溫點進行定期普遍測量,測量數(shù)據(jù)準確，易管理，易維護,有很高的直接經(jīng)濟效益。


圖1是本實用新型焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置的整體結構示意圖； 圖2是本實用新型焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置的智能無限數(shù)據(jù)采
集及傳送裝置的結構示意圖3是本實用新型焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置的仿生抗高溫保護
裝置的結構示意圖4是本實用新型焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置的車載計算機工作 站的結構示意圖5是本實用新型焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置的爐號自動識別裝 置的結構示意圖。
圖6是本實用新型焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置的基地中央計算機 工作站的結構示意圖。
圖7是本發(fā)明焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫方法及其譜圖記錄裝置實施例2的結構模塊簡圖8是本發(fā)明焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫方法及其譜圖記錄裝置實施例3的結 構模塊簡圖9是本發(fā)明焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫方法及其譜圖記錄裝置實施例4的結 構模塊簡圖10是本發(fā)明焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫方法及其譜圖記錄裝置實施例5的結 構模塊簡圖。
圖11是本發(fā)明焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫方法及其譜圖記錄裝置實施例6的結
構模塊簡圖。
具體實施方式

本實用新型公開一種焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置，其具體實施方式如下
實施例一
如圖l至圖7所示一種焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置。請參見圖1 所示，該裝置包含三個智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置100、三個仿生抗高溫保護裝置
200、 一個車載計算機工作站300、 一個基地中央計算機工作站400。
所述的每一個智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置100外部設有一個仿生抗高溫保護裝置
200:
所述的一組共三個智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置100，分別通過其上的一級無線通訊 模塊110與車載計算機工作站300上的三個一級無線通訊模塊310相聯(lián)系，傳輸信息；
所述的一個車載計算機工作站300通過其上的一個二級無線通訊模塊370，與一個 基地中央計算機工作站400上的一個二級無線通訊模塊410相互聯(lián)系，傳輸信息；
參見圖2所示，所述的每一個智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置100包含 一個一級無
線通訊模塊110; —個焦爐炭化室攝像測溫單元120; —個自溫測量單元130; —個電壓 測量單元140; —個圖像信號匹配模塊150; —個數(shù)據(jù)轉換存儲模塊160; —個智能程控 編碼模塊170; —個調(diào)制解調(diào)器180;
所述的一個焦爐炭化室攝像測溫單元120與所述的圖像信號匹配模塊150連接，并 單向傳輸圖像信號；所述的焦爐炭化室攝像測溫單元進一步包含紅外光學鏡頭組件121 、 紅外圖像信號傳感器122、紅外溫度信號傳感器123、圖像信號放大器124、溫度信號放
15大器125。
所述的紅外光學鏡頭組件121與紅外圖像信號傳感器122相對應設置，并通過光學 路徑單向傳輸圖像信號;所述的紅外圖像信號傳感器122連接所述的圖像信號放大器124 的正極；所述的紅外溫度信號傳感器123連接所述的溫度信號放大器125的正極；所述 的圖像信號放大器124連接圖像信號匹配模塊150，并向其單向傳輸數(shù)據(jù)信號；所述的 溫度信號放大器125輸出端連接數(shù)據(jù)轉換存儲模塊160，并向其單向傳輸數(shù)據(jù)信號。
所述的圖像信號放大器124從所述的紅外圖像信號傳感器122上采集爐內(nèi)火焰的紅 外圖像信號的同時，所述的溫度信號放大器125從所述的紅外溫度信號傳感器123采集 爐內(nèi)的紅外溫度信號，兩個采集的信號過程必須同時進行。
所述的一個自溫測量單元130包含內(nèi)部溫度傳感器131、溫度信號放大器132， 所述的內(nèi)部溫度傳感器與所述的溫度信號放大器的正極連接，所述的溫度信號放大器132 的輸出端與數(shù)據(jù)轉換存儲模塊160連接，并單向傳輸數(shù)據(jù)信號。
所述的電壓測量單元140包含電壓信號放大器141、電源組件142。所述的電源 組件142與所述的電壓信號放大器141的正極連接，并單向傳輸數(shù)據(jù)信號；所述的電源 組件142連接調(diào)制解調(diào)器180，并向其單向傳輸電源數(shù)據(jù)信號；所述的電源組件142上 設有備用充電接口 143。
所述的焦爐炭化室攝像測溫單元120、自溫測量單元130、電壓測量單元140和智 能程控編碼模塊170分別與所述的數(shù)據(jù)轉換存儲模塊160連接，并分別單向傳輸爐內(nèi)火 焰紅外圖像數(shù)據(jù)信號、爐內(nèi)紅外溫度數(shù)據(jù)信號、爐內(nèi)電壓信號及爐內(nèi)控制信號；
所述的電壓測量單元140與所述的調(diào)制解調(diào)器180連接，向其提供電源；
所述的數(shù)據(jù)轉換存儲模塊160與所述的調(diào)制解調(diào)器180連接，并單向傳輸爐內(nèi)紅外 溫度信號、焦爐炭化室內(nèi)智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置的溫度信號、爐內(nèi)電壓信號；
所述的圖像信號匹配模塊150和調(diào)制解調(diào)器180分別與所述的一級無線通訊模塊 110連接，并分別單向傳輸爐內(nèi)紅外圖像信號、爐內(nèi)紅外溫度信號、焦爐炭化室內(nèi)智能無 線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置的溫度信號、爐內(nèi)電壓信號。
所述的每一個智能無線數(shù)據(jù)釆集及傳送裝置100將內(nèi)部的一組信號，通過其上的一 個一級無線通信模塊110，傳送到車載計算機工作站300的一個一級無線通信模塊310 上，所述的一組信號包含爐內(nèi)電壓信號、爐內(nèi)紅外溫度信號、焦爐炭化室內(nèi)智能無線數(shù) 據(jù)采集及傳送裝置的溫度信號、爐內(nèi)紅外圖像信號。
本實施例中所述的三組智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置100，及每個所述的裝置100外部的仿生抗高溫保護裝置200位于焦爐內(nèi)不同的位置，可以測出焦爐內(nèi)任意方位的三 組信號，然后將這三組信號通過所述的車載計算機系統(tǒng)300上的三個一級無線通訊模塊 310傳輸?shù)杰囕d計算機工作站300進行分析。
需要進一步說明的情況是智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置100與推焦車的兼容安裝問 題，由于所述的智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置是必需安裝在推焦車上的移動性設備，而推 焦車是生產(chǎn)廠家的重量級定型產(chǎn)品，出廠前一般不考慮會有其它搭載裝置，這就要求"無 線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置"在設計和制造時必需考慮與推焦車的兼容安裝，所謂兼容，是指 以推焦車為主體實施的附加性安裝，在安裝方式上，既考慮無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置的有 效工作和安全運行，又考慮到作為載體的攔焦車的車體結構特點以及車貌特征，還要考慮 到車上工作人員的日常工作特點、工作方式、使用器械及活動范圍等情況，作到兼容安裝， 相互無害。具體的做法為-
1、所有的探頭及管線采用了封閉式安裝，保證探頭及管線不存灰，不漏灰，不產(chǎn)生 環(huán)境及車體污染。2、合理選擇探頭安裝地點，作到對大車的外貌無不良影響，對大車 主體結構及機械強度無重大損害，不影響車上工作人員的工作場地、工作方式。3、合理 確定固定方式，采用掛鉤聯(lián)結方式，使之在任何時候都可進行安裝或拆卸。
請參見圖3所示，所述的仿生抗高溫保護裝置200是封閉的核殼結構，該核殼結構 由內(nèi)至外依次包覆為殼體201、殼體202、殼體203、殼體204、殼體205、殼體206和 殼體207,所述的各層殼體之間設有空間。所述的殼體207內(nèi)部設有空腔280，所述的 智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置100安放于所述的空腔280之中。
所述的殼體201、殼體202、殼體203、殼體204、殼體205、殼體206和殼體207 上都具有一個開口以及一個尺寸與開口相互匹配的頂蓋(圖3中未標示出)，所述的殼體 201應為單層結構，它的外部包覆有絕熱隔離層210，所述的絕熱隔離層210選用能承 受1300攝氏度以上的耐高溫的柔性的材料，顏色一般應為白色。所述的殼體201和殼體 202之間設有充填層220，可充填有抗輻射功能的耐高溫絕熱材料。所述的殼體202和 殼體203之間設有外真空層230，所述的外真空層230為雙層結構，制作時先完成兩層 殼體的制焊，然后進行抽真空處理。所述的殼體203和殼體204之間設有充填蓄熱層240， 所述的蓄熱層內(nèi)可以灌裝低熔點金屬物質(zhì)，灌裝前埋設可與外界通風的螺旋狀金屬管。這 一層的作用是將外層泄露進來的少量熱量暫時給予吸收和儲存，在容器脫離熱源的間歇時 間里通過通風管孔吹風將儲存的熱量散發(fā)到大氣(通風設備推焦車上已有)。所述的殼體 204和殼體205之間設有中真空層250，雙層結構，處于真空狀態(tài)，制作方法同外真空
17層230。所述的殼體205和殼體206之間設有液氮容器260，所述的液氮容器260具備 同類型液氮容器的基本功能，所述的類型液氮容器有灌裝接口以及放氣調(diào)節(jié)閥等。所述的 殼體206和殼體207之間設有內(nèi)真空層270,其制作方法同外真空層230及中真空層250。
所述的仿生抗高溫保護裝置200最內(nèi)部設有空腔280，是一個直徑120毫米-140毫 米，高200毫米-400毫米的圓形空腔，是放置智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置的地方。
所述的仿生抗高溫保護裝置200使用時，焦爐內(nèi)溫度約1300攝氏度，使用周期為 120秒，常溫下間歇時間為300秒-500秒，空腔280內(nèi)溫度要求在上述工作狀態(tài)下最高 溫升不超過55攝氏度。
請參見圖4所述的車載計算機工作站300，包含三個一級無線通訊模塊310、 一個 數(shù)據(jù)采集模塊320、 一個爐號自動識別裝置330、 一個推焦電流檢測裝置340、 一個測溫 數(shù)據(jù)嵌位裝置350、 一個車載計算機系統(tǒng)360、 一個二級無線通訊模塊370。
本實施例描述的車載計算機工作站300含有三個一級通訊模塊310,用于接收智能 無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置100所傳送的三組信號。
所述的三個一級無線通訊模塊310、爐號自動識別裝置330和推焦電流檢測裝置340 分別電連接數(shù)據(jù)采集模塊320,并分別向其雙向傳輸爐內(nèi)紅外圖像信號、爐內(nèi)紅外溫度信 號、焦爐炭化室內(nèi)智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置的溫度信號、爐內(nèi)電壓信號、爐號信號、 推焦電流信號；
所述的測溫數(shù)據(jù)嵌位裝置350同時與數(shù)據(jù)采集模塊320和車載計算機系統(tǒng)360連接， 并雙向傳輸采集到的爐內(nèi)紅外圖像信號、爐內(nèi)紅外溫度信號、焦爐炭化室內(nèi)智能無線數(shù)據(jù) 采集及傳送裝置的溫度信號、爐內(nèi)電壓信號、爐號信號、推焦電流信號；
所述的數(shù)據(jù)采集模塊320與車載計算機系統(tǒng)360連接，并雙向傳輸爐內(nèi)紅外圖像信 號、爐內(nèi)紅外溫度信號、焦爐炭化室內(nèi)智能無線數(shù)據(jù)釆集及傳送裝置的溫度信號、爐內(nèi)電 壓信號、爐號信號、推焦電流信號；
所述的車載計算機系統(tǒng)360與二級無線通訊模塊370連接，并雙向傳輸爐內(nèi)紅外圖 像信號、爐內(nèi)紅外溫度信號、焦爐炭化室內(nèi)智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置的溫度信號、爐 內(nèi)電壓信號、爐號信號、推焦電流信號。
請參見圖5所示，所述的爐號自動識別裝置330包含紅外鏡頭組件331、紅外接 收矩陣332、信號放大器333、與非門解碼電路334、與門數(shù)碼識別器335、數(shù)據(jù)鎖存器 336、程序編碼單元337、電源裝置338、三態(tài)總線驅動器339、總線3300。
所述的紅外接收矩陣332由一組紅外接收元件組成，并按照矩陣式排列；所述的紅外鏡頭組件331連接紅外接收矩陣332;所述的紅外接收矩陣332連接信號放大器333， 并雙向傳輸爐號信號數(shù)據(jù)；所述的紅外接收矩陣332、與非門解碼電路334、與門數(shù)碼識 別器335、數(shù)據(jù)鎖存器336、程序編碼單元337以及電源裝置338分別并聯(lián)連接到所述 的總線3300，并通過總線3300雙向傳輸爐號信號；所述的信號放大器333、與非門解 碼電路334、與門數(shù)碼識別器335以及數(shù)據(jù)鎖存器336依次單向連接，并依次單向傳輸 爐號信號；所述的數(shù)據(jù)鎖存器336電連接三態(tài)總線驅動器339，并單向傳輸爐號信號數(shù) 據(jù)；所述的三態(tài)總線驅動器339與數(shù)據(jù)采集模塊320連接，并雙向傳輸爐號信號數(shù)據(jù)。
所述的爐號自動識別裝置330傳送自動識別的爐號信號至數(shù)據(jù)采集模塊320，所述 的爐號自動識別體系是一套獨立的裝置，由42只紅外接收元件組成的紅外接收矩陣332， 裝設在推焦車上的適當部位，利用光線感應的方式獲取焦爐標號牌上的阿拉伯數(shù)字編號反 射的光線，紅外接收矩陣332將感應到的信號通過光/電轉換電路傳送到信號放大器333 上進行放大和整形，然后通過與非門解碼電路334將信號按數(shù)碼顯示器7段代碼(a、 b、 c、 d、 e、 f、 g)位置進行解碼，解碼后的信號(例圖5的提示圖中第一位的7段代碼顯 示出a、 b、 c、 d、 e、 f，第二位的7段代碼顯示出a、 c、 d、 e、 f 、 g)通過與門電路 組成的數(shù)碼據(jù)識別器335進行七段-2進制數(shù)反譯碼，反譯碼得到的結果是數(shù)字"0 6"，這 一結果作為數(shù)據(jù)寫入鎖存器336進行暫時存儲，同時通過三態(tài)總線驅動器339將數(shù)據(jù)送 至車載計算機工作站300上的數(shù)據(jù)采集模塊320,則此時工作站主機便得到了確切無誤 的推焦車現(xiàn)在的爐前位置編號(例"0 6")。這一爐號代碼與測溫數(shù)據(jù)一起在車載計算機 內(nèi)進行統(tǒng)一編輯后，通過監(jiān)視器予以顯示，供車上工作人員觀察及使用。爐號數(shù)據(jù)與其它 數(shù)據(jù)一起最終通過二級無線通訊模塊370發(fā)送到設在焦爐控制中心的中央計算機系統(tǒng) 400，作為工作日志報表的填報內(nèi)容。
請配合參見圖4所示，所述的測溫數(shù)據(jù)嵌位裝置350包含相互連接并雙向傳輸數(shù)據(jù) 及控制信號的測溫信號采集A/D轉換模塊351和圖像信號采集模塊352。
所述的測溫信號采集A/D轉換模塊351同與所述的數(shù)據(jù)采集模塊320、車載計算機 系統(tǒng)360連接，并雙向傳輸數(shù)據(jù)及控制信號。
所述的圖像信號采集模塊352與所述的車載計算機系統(tǒng)360連接，并雙向傳輸數(shù)據(jù) 及控制信號；所述的圖像信號采集模塊352與所述的測溫信號采集A/D轉換模塊351連 接，并雙向傳輸數(shù)據(jù)及控制信號。
所述的車載計算機系統(tǒng)360包含車載計算機361 、數(shù)據(jù)緩存模塊362、監(jiān)視器363、 電源裝置364。所述的車載計算機361與所述的測溫信號采集A/D轉換模塊351和圖像信號采集模 塊352連接，并分別雙向傳輸爐內(nèi)相關信號轉化成的數(shù)據(jù)；所述的車載計算機361分別 與所述的數(shù)據(jù)緩存模塊362、監(jiān)視器363和電源裝置364連接，并分別雙向傳輸爐內(nèi)相 關信號轉化成的數(shù)據(jù)；所述的監(jiān)視器363與所述的電源裝置364連接，并雙向傳輸數(shù)據(jù)； 所述的數(shù)據(jù)緩存模塊362與所述的二級無線通訊模塊370連接，并雙向傳輸爐內(nèi)的相關 數(shù)據(jù)。
本實施例中，所述的車載計算機工作站300接收從智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置100 發(fā)來的一組數(shù)據(jù)，該組數(shù)據(jù)包括爐內(nèi)電壓信號數(shù)據(jù)、爐內(nèi)溫度信號數(shù)據(jù)、爐內(nèi)紅外溫度信 號數(shù)據(jù)、爐內(nèi)紅外圖像信號數(shù)據(jù)，并同時接收爐號自動識別裝置330所發(fā)送的焦爐爐號 信號，且同時接收推焦電機電流變送器341所發(fā)送的推焦電流信號，由此六個信號數(shù)據(jù) 組成一組新的數(shù)據(jù)信號，由車載計算機工作站300上的一個二級無線通訊模塊370發(fā)出， 由基地中央計算機工作站400上的一個二級無線通訊模塊410接收。
所述的基地中央計算機工作站400包含二級無線通訊模塊410、中央計算機420、 監(jiān)視器430、打印機440、 UPS電源450、人機對話裝置460、數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)通訊模塊470。
所述的二級無線通訊模塊410與所述的中央計算機420連接，并雙向傳輸一組數(shù)據(jù) 信號；所述的中央計算機420分別與所述的監(jiān)視器430、打印機440、人機對話裝置460 和數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)通訊模塊470連接，并分別向各裝置雙向傳輸數(shù)據(jù)信號。所述的UPS電源 450與所述的中央計算機420、監(jiān)視器430和打印機440連接。
本實用新型的實施例所采用的"二級無線通訊模塊"，是"中央微處理機系統(tǒng)"與"車
載計算機工作站"進行數(shù)據(jù)交流的無線通訊設備，是唯一的聯(lián)絡通道；為保障通訊的暢通
和大量數(shù)據(jù)的快速傳遞，第二級通訊系統(tǒng)采用的是2.4GT/R GROUP型2.4G收發(fā)模塊,
為此高頻調(diào)頻波發(fā)射接收裝置，使用高速數(shù)字式調(diào)制解調(diào)技術，將數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集來的 各位置多路多點數(shù)據(jù)在很短的時間內(nèi)傳送完畢，保障了數(shù)據(jù)的快速、實時、準確的傳遞。 實施的二級無線通訊系統(tǒng)硬件結構的主要性能參數(shù)列于下 二級無線通訊系統(tǒng)硬件結構
供電電壓 +5V±0.25V紋波<20mVp-p
耗電流 150mA, Max
工作溫度 -10~+55°C
接收頻率范圍 2400 ~ 2483MHz*
輸入駐波比 2:1
20解調(diào)方式
端口阻抗
50Q， Typ.
頻率穩(wěn)定性
土100kHz
輸入端本振泄露
-55dBm
接收靈敏度
85dBm
視頻輸出阻抗
75Q, Typ.
視頻輸出電平
1Vp-p, Typ.
本實施例中的一級無線通訊模塊的硬件結構與所述的二級無線通訊模塊的硬件結構 相同。
所述的基地中央計算機工作站400接收從所述的車載計算機工作站300發(fā)送的一組 數(shù)據(jù)信號，包含爐內(nèi)電壓數(shù)據(jù)、爐內(nèi)溫度數(shù)據(jù)、爐內(nèi)紅外溫度數(shù)據(jù)、爐內(nèi)紅外圖像數(shù)據(jù)， 焦爐爐號數(shù)據(jù)，推焦電流數(shù)據(jù)。由于該實施例在焦爐內(nèi)有三組同樣的智能無線數(shù)據(jù)采集及 傳送裝置100，所以，基地中央計算機工作站400將通過一個二級通訊模塊410接收到 每組包含6個數(shù)據(jù)信號的三組數(shù)據(jù)?；刂醒胗嬎銠C工作站400自動將數(shù)據(jù)進行存檔處 理，隨后自動啟動"專家智能軟件系統(tǒng)"，自動按數(shù)據(jù)情況分析焦爐各部分溫度狀況，評判 焦爐內(nèi)部有無異常，推焦電流是否平穩(wěn)，用中文或西文報告及警告存在異常情況的部位, 提示導致異常情況的原因，提出應采取的緊急解決辦法或措施，然后由顯示器和打印機顯 示分析結果、繪制溫度曲線及文字報表，同時在數(shù)據(jù)通訊口輸出相應信號，將測溫數(shù)據(jù)傳 送給燃燒控制系統(tǒng)，用予指導焦爐調(diào)控方向,修訂調(diào)控數(shù)據(jù)，實現(xiàn)調(diào)控運作，達到控制目 的，實現(xiàn)焦爐加熱優(yōu)化控制，最終實現(xiàn)節(jié)能降耗以及產(chǎn)品質(zhì)量最佳化。
請參見圖7所示，本實施例基于實施例一的裝置結構基礎上，采用三個智能無線數(shù) 據(jù)采集及傳送裝置100、 一個仿生抗高溫保護裝置200、 一個車載計算機工作站300、 一 個基地中央計算機工作站400。所述的三個智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置100、 一個仿生 抗高溫保護裝置200、 一個車載計算機工作站300、 一個基地中央計算機工作站400內(nèi) 部結構及數(shù)據(jù)信號傳遞方式基本與實施例一相同。
在本實施例中，向仿生抗高溫保護裝置200中的充填蓄熱層240內(nèi)灌裝錫。所述的 仿生抗高溫保護裝置200中的液氮容器260的有效容積(指凈加裝量)為10公升，所述 的仿生抗高溫保護裝置200中的絕熱隔離層210用白色石棉布做成，這些材料都能更好
實施例的保護仿生抗高溫保護裝置200，該實施例中數(shù)據(jù)采集的周期設置成每隔6分鐘進行一次。
此實施例的不同在于，所述的仿生抗高溫保護裝置200最內(nèi)部設有一個直徑360毫 米-520毫米，高600毫米-1200毫米的圓形空腔280，在一個所述的空腔280內(nèi)裝有三 個所述的智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置100。此實施例能在焦爐內(nèi)部的一個周期內(nèi)的某一 個位置上采集三組信號數(shù)據(jù)，所以，對某一定點位置上的數(shù)據(jù)可以進行比較和校正，更能 準確的得到爐內(nèi)某一位置燃燒的情況。
本實施例中提供的裝置相對于實施例一而言，少了兩個仿生抗高溫保護裝置200,從 而可以較節(jié)約制造成本。
實施例三
請參見圖8所示，本實施例基于實施例一的裝置結構基礎上，采用六個智能無線數(shù) 據(jù)采集及傳送裝置100、六個仿生抗高溫保護裝置200、 二個車載計算機工作站300、 一 個基地中央計算機工作站400。所述的一個智能無線數(shù)據(jù)釆集及傳送裝置100、 一個仿生 抗高溫保護裝置200、 一個車載計算機工作站300、 一個基地中央計算機工作站400內(nèi) 部結構及信號傳遞方式基本與實施例一基本相同，所述的一個仿生抗高溫保護裝置200 內(nèi)有一個所述的智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置100，三個所述的仿生抗高溫保護裝置200 與一個所述的車載計算機工作站300連接，這樣，六個仿生抗高溫保護裝置200分成二 組，分別與二個車載計算機工作站300連接，所述的二個車載計算機工作站300與一個 所述的基地中央計算機工作站400連接。
在本實施例中，向仿生抗高溫保護裝置200中的充填蓄熱層240內(nèi)灌裝鉛。所述的 仿生抗高溫保護裝置200中的液氮容器260的有效容積(指凈加裝量)為10公升，所述 的仿生抗高溫保護裝置200中的絕熱隔離層用白色石棉布做成。
本實施例中提供的裝置為較為復雜的配置，但能同時采集到爐內(nèi)水平方位及垂直方位 的溫度及圖像信號，是能最大廣角、多方位整體直接測溫的裝置，也能對焦爐內(nèi)部進行定 期普遍測量,測量數(shù)據(jù)準確,易管理,易維護。
實施例四
請參見圖9所示，本實施例基于實施例一的裝置結構基礎上，采用六個智能無線數(shù) 據(jù)采集及傳送裝置100、六個仿生抗高溫保護裝置200、 一個車載計算機工作站300、 一個基地中央計算機工作站400。所述的六個智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置100、六個仿生 抗高溫保護裝置200、 一個車載計算機工作站300、 一個基地中央計算機工作站400內(nèi) 部結構及信號傳遞方式基本與實施例一相同。此實施例的不同在于，所述的一個車載計算 機工作站300上有六個一級無線通訊模塊310，用于接收六組數(shù)據(jù)信號，同時，在所述 的一個車載計算機工作站300上設有兩個二級無線通訊模塊370，對應的，在所述的一 個基地中央計算機工作站400上設有兩個二級無線通訊模塊410，車載計算機361將這 六組數(shù)據(jù)通過二個二級無線通訊裝置370傳送到基地中央計算機工作站400上的二個二 級無線通訊裝置410。
在本實施例中，向仿生抗高溫保護裝置200中的充填蓄熱層240內(nèi)灌裝錫。所述的 仿生抗高溫保護裝置200中的液氮容器260的有效容積(指凈加裝量)為10公升，所述 的仿生抗高溫保護裝置200中的絕熱隔離層用白色石棉布做成。所述的信號數(shù)據(jù)采集周 期為每隔8分鐘進行一次。
采用了本實施例的設備配置，會產(chǎn)生較高的成本，能更準確的測量爐內(nèi)的水平位置及 垂直位置的溫度，并同時對幾組數(shù)據(jù)進行校對，自動按數(shù)據(jù)情況分析焦爐各部分溫度狀況， 以選出最優(yōu)的一組數(shù)據(jù)。
實施例五
請參見圖10所示，本實施例基于實施例一的裝置結構基礎上，采用六個智能無線數(shù) 據(jù)釆集及傳送裝置100、 二個仿生抗高溫保護裝置200、 二個車載計算機工作站300、 一 個基地中央計算機工作站400。所述的六個智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置100、 二個仿生 抗高溫保護裝置200、 二個車載計算機工作站300、 一個基地中央計算機工作站400內(nèi) 部結構及信號傳遞方式基本與實施例一相同。此實施例的不同在于，每個所述的仿生抗高 溫保護裝置200內(nèi)，設有三個智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置100，所述的一個仿生抗高 溫保護裝置200與一個車載計算機工作站300連接。在所述的一個基地中央計算機工作 站400上設有二個二級無線通訊模塊410，每個所述的車載計算機工作站300上設有一 個所述的二級無線通訊裝置370， 二個所述的車載計算機工作站300通過六個二級通訊 模塊310接收六組數(shù)據(jù)，每三組數(shù)據(jù)通過一個二級無線通訊模塊370傳送到一個所述的 基地中央計算機工作站400上的二個二級無線通訊裝置410。
在本實施例中，向仿生抗高溫保護裝置200中的充填蓄熱層240內(nèi)灌裝鉛。所述的 仿生抗高溫保護裝置200中的液氮容器260的有效容積(指凈加裝量)為10公升，所述的仿生抗高溫保護裝置200中的絕熱隔離層用白色石棉布做成。所述的信號數(shù)據(jù)采集周
期為每隔5分鐘進行一次。
采用了本實施例的設備配置，可以節(jié)約部分制造仿生抗高溫保護裝置200的成本， 同時也能更準確的測量爐內(nèi)的水平位置及垂直位置的溫度，并同時對幾組數(shù)據(jù)進行校對， 自動按數(shù)據(jù)情況分析焦爐各部分溫度狀況，以選出最優(yōu)的一組數(shù)據(jù)。
實施例六
本實施例基于實施例一的裝置結構及方法的基礎上，采用多個智能無線數(shù)據(jù)采集及傳
送裝置100、多個仿生抗高溫保護裝置200、多個車載計算機工作站300、多個基地中央 計算機工作站400。所述的多個智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置100、多個仿生抗高溫保護 裝置200、多個車載計算機工作站300、多個基地中央計算機工作站400的內(nèi)部結構及 信號傳遞方式基本與實施例一相同。此實施例的不同在于，多個所述的仿生抗高溫保護裝 置200內(nèi)，設有多個智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置100，所述的多個仿生抗高溫保護裝 置200與相對應數(shù)量的多個車載計算機工作站300連接。在所述的多個基地中央計算機 工作站400上設有多個二級無線通訊模塊410,所述的多個車載計算機工作站300上設 有多個所述的二級無線通訊模塊370，所述的多個二級無線通訊模塊410的數(shù)量與所述 的多個二級無線通訊模塊370的數(shù)量相等，所述的車載計算機工作站300通過多個二級 通訊模塊310接收多組數(shù)據(jù)。
在本實施例中，向仿生抗高溫保護裝置200中的充填蓄熱層240內(nèi)灌裝鉛或錫。所 述的仿生抗高溫保護裝置200中的液氮容器260的有效容積(指凈加裝量)為10公升， 所述的仿生抗高溫保護裝置200中的絕熱隔離層用白色石棉布做成。所述的信號數(shù)據(jù)采 集周期為每隔5-10分鐘進行一次。
在本實用新型的較佳實施例已于前面進行詳細敘述的同時，本發(fā)明并未受限于所述的 特殊實施例，其應僅被視為是示范，更進一步地，本發(fā)明的修飾以及延伸亦可以加以發(fā)展， 并且，所有如此的修飾都被視為落在本發(fā)明所附權利要求所定義的范疇內(nèi)。
權利要求1、一種焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置，其特征在于，包含以下部分智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置(100)、仿生抗高溫保護裝置(200)、車載計算機工作站(300)、基地中央計算機工作站(400)；所述的智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置(100)的外部設有一個仿生抗高溫保護裝置(200)，并設置在焦爐內(nèi)；所述的智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置(100)與車載計算機工作站(300)通過一級無線通訊模塊雙向傳輸信息；所述的車載計算機工作站(300)與基地中央計算機工作站(400)通過二級無線通訊模塊雙向傳輸信息。
2、 如權利要求1所述的一種焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置，其特征在 于，所述的智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置(100)包含以下部分 一級無線通訊模塊(110)、 焦爐炭化室攝像測溫單元(120)、自溫測量單元(130)、電壓測量單元(140)、圖像信 號匹配模塊(150)、數(shù)據(jù)轉換存儲模塊(160)、智能程控編碼模塊(170)、調(diào)制解調(diào)器(180);所述的焦爐炭化室攝像測溫單元(120)與所述的圖像信號匹配模塊(150)連接， 并向其單向傳輸爐內(nèi)紅外圖像信號和爐內(nèi)紅外溫度信號；所述的焦爐炭化室攝像測溫單元(120)、自溫測量單元(130)、電壓測量單元(140) 和智能程控編碼模塊(170)分別與所述的數(shù)據(jù)轉換存儲模塊(160)連接，并分別單向 傳輸爐內(nèi)紅外圖像信號、爐內(nèi)紅外溫度信號、仿生抗高溫保護裝置(200)的溫度信號以 及電壓信號；所述的電壓測量單元(140)與所述的調(diào)制解調(diào)器(180)連接，向其單向傳輸電壓 信號；所述的數(shù)據(jù)轉換存儲模塊(160)與所述的調(diào)制解調(diào)器(180)連接，并向其單向傳 輸爐內(nèi)紅外溫度信號、仿生抗高溫保護裝置(200)的溫度信號以及電壓信號；所述的圖像信號匹配模塊(150)和調(diào)制解調(diào)器(180)分別與所述的一級無線通訊 模塊(110)連接，并分別向其單向傳輸爐內(nèi)紅外圖像信號。
3、 如權利要求2所述的一種焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置，其特征在于， 所述的焦爐炭化室攝像測溫單元(120)包含以下部分紅外光學鏡頭組件(121)、紅外圖像信號傳感器(122)、紅外溫度信號傳感器(123)、圖像信號放大器(124)、溫度信 號放大器(125);所述的紅外光學鏡頭組件(121)通過光學路徑與紅外圖像信號傳感器(122)相對 應，并向其單向傳輸爐內(nèi)紅外圖像的光學信號；所述的紅外圖像信號傳感器(122)的輸出端與所述的圖像信號放大器(124)的正 極連接；所述的紅外溫度信號傳感器(123)的輸出端與所述的溫度信號放大器(125)的正 極連接；所述的圖像信號放大器(124)的輸出端與圖像信號匹配模塊(150)的輸入端連接， 并向其單向傳輸爐內(nèi)紅外圖象信號；所述的溫度信號放大器(125)的輸出端與數(shù)據(jù)轉換存儲模塊(160)的輸入端連接， 并向其單向傳輸爐內(nèi)紅外溫度信號。
4、 如權利要求3所述的一種焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置，其特征在于， 所述的自溫測量單元(130)包含以下部分內(nèi)部溫度傳感器(131)、溫度信號放大器(132);所述的內(nèi)部溫度傳感器(131)的輸出端與所述的溫度信號放大器(132)的正極連接；所述的溫度信號放大器(132)的輸出端與數(shù)據(jù)轉換存儲模塊(160)連接，并向其 單向傳輸仿生抗高溫保護裝置(200)內(nèi)部溫度信號。
5、 如權利要求4所述的一種焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置，其特征在于， 所述的電壓測量單元(140)包含以下部分電壓信號放大器(141)、電源組件(142);所述的電源組件(142)與所述的電壓信號放大器(141)的正極連接，并向其單向 傳輸爐內(nèi)電壓信號；所述的電源組件(142)輸出端與電壓調(diào)制解調(diào)器(180)連接，并向其單向傳輸爐 內(nèi)電壓信號；所述的電源組件(142)上設有備用充電接口 (143)。
6、 如權利要求1所述的一種焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置，其特征在于，所述的仿生抗高溫保護裝置(200)是封閉的核殼結構，該核殼結構由內(nèi)至外依次包覆為 多層殼體第一層殼體(201 )、第二層殼體(202)、第三層殼體(203)、第四層殼體(204)、 第五層殼體(205)、第六層殼體(206)和第七層殼體(207);所述的各層殼體之間設有空間；所述的第七層殼體(207)之中設有空腔(280);所述的智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置(100)安放于所述的空腔(280)之中。
7、 如權利要求6所述的一種焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置，其特征在于， 所述的第一層殼體(201)、第二層殼體(202)、第三層殼體(203)、第四層殼體(204)、 第五層殼體(205)、第六層殼體(206)和第七層殼體(207)上都設有一個開口以及一 個與該幵口相互匹配的頂蓋。
8、 如權利要求7所述的一種焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置，其特征在于， 在所述的第一層殼體(201)的外部包覆有絕熱隔離層(210);所述的第一層殼體(201)和第二層殼體(202)之間設有充填層(220); 所述的第二層殼體(202)和第三層殼體(203)之間設有外真空層(230); 所述的第三層殼體(203)和第四層殼體(204)之間設有充填蓄熱層(240); 所述的第四層殼體(204)和第五層殼體(205)之間設有中真空層(250)，該中真 空層(250)處于真空狀態(tài)；所述的第五層殼體(205)和第六層殼體(206)之間設有液氮容器(260); 所述的第六層殼體(206)和第七層殼體(207)之間設有內(nèi)真空層(270)。
9、 如權利要求1、 5或8所述的一種焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置，其 特征在于，所述的車載計算機工作站(300)包含以下部分至少一個一級無線通訊模塊(310)、數(shù)據(jù)采集模塊(320)、爐號自動識別裝置(330)、推焦電流檢測裝置(340)、 測溫數(shù)據(jù)嵌位裝置(350)、車載計算機系統(tǒng)(360)、 二級無線通訊模塊(370);所述的一級無線通訊模塊(310)、爐號自動識別裝置(330)和推焦電流檢測裝置 (340)分別與數(shù)據(jù)采集模塊(320)連接，并分別雙向傳輸爐內(nèi)紅外圖像信號、爐內(nèi)紅外溫度信號、仿生抗高溫保護裝置溫度信號、爐內(nèi)電壓信號、爐號信號、推焦電流信號；所述的測溫數(shù)據(jù)嵌位裝置(350)分別與數(shù)據(jù)采集模塊(320)和車載計算機系統(tǒng)(360) 連接，并分別雙向傳輸爐內(nèi)紅外圖像信號、爐內(nèi)紅外溫度信號、仿生抗高溫保護裝置溫度 信號、爐內(nèi)電壓信號、爐號信號、推焦電流信號；所述的數(shù)據(jù)采集模塊(320)電連接車載計算機(360),并雙向傳輸爐內(nèi)紅外圖像信 號、爐內(nèi)紅外溫度信號、仿生抗高溫保護裝置溫度信號、爐內(nèi)電壓信號、爐號信號、推焦 電流信號；所述的車載計算機(360)與二級無線通訊模塊(370)連接，并雙向傳輸爐內(nèi)紅外 圖像信號、爐內(nèi)紅外溫度信號、仿生抗高溫保護裝置溫度信號、爐內(nèi)電壓信號、爐號信號、 推焦電流信號。
10、 如權利要求9所述的一種焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置，其特征在 于，所述的爐號自動識別裝置(330)包含以下部分紅外鏡頭組件(331)、紅外接收矩 陣(332)、由一組紅外接收元件組成的紅外接受矩陣(332)、信號放大器(333)、與非 門解碼電路(334)、與門數(shù)碼識別器(335)、數(shù)據(jù)鎖存器(336)、程序編碼單元(337)、 電源裝置(338)、三態(tài)總線驅動器(339)、總線(3300);所述的紅外鏡頭組件(331)與紅外接收矩陣(332)相對應設置； 所述的紅外接收矩陣(332)與信號放大器(333)連接，并雙向傳輸爐號信號； 所述的紅外接收矩陣(332)、與非門解碼電路(334)、與門數(shù)碼識別器(335)、數(shù)據(jù)鎖存器(336)、程序編碼單元(337)以及電源裝置(338)都并聯(lián)連接到所述的總線 (3300)，并通過總線(3300)相互之間雙向傳輸爐號信號數(shù)據(jù)；所述的信號放大器(333)的輸出端與所述的非門解碼電路(334)的輸入端連接，所述的與非門解碼電路(334)、與門數(shù)碼識別器(335)以及數(shù)據(jù)鎖存器(336)依次串聯(lián)連接，并依次單向傳輸爐號信號數(shù)據(jù)；所述的數(shù)據(jù)鎖存器(336)與三態(tài)總線驅動器(339)連接，并單向傳輸爐號數(shù)據(jù)-所述的三態(tài)總線驅動器(339)電連接數(shù)據(jù)采集模塊(320)，并向其雙向傳輸爐號數(shù)據(jù)。
11、 如權利要求10所述的一種焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置，其特征在 于，所述的測溫數(shù)據(jù)嵌位裝置(350)包含相互連接并雙向傳輸數(shù)據(jù)及控制信號的測溫信號采集A/D轉換模塊(351)和圖像信號采集模塊(352);所述的測溫信號采集A/D轉換模塊(351)分別與所述的數(shù)據(jù)采集模塊(320)和車 載計算機系統(tǒng)(360)連接，并分別雙向傳輸爐內(nèi)紅外圖像信號數(shù)據(jù)、爐內(nèi)紅外溫度信號 數(shù)據(jù)、仿生抗髙溫保護裝置溫度信號數(shù)據(jù)、爐內(nèi)電壓信號數(shù)據(jù)、爐號信號數(shù)據(jù)、推焦電流 信號數(shù)據(jù)；所述的圖像信號采集模塊(352)與所述的車載計算機系統(tǒng)(360)連接，并雙向傳 輸爐內(nèi)紅外圖像信號數(shù)據(jù)、爐內(nèi)紅外溫度信號數(shù)據(jù)、仿生抗高溫保護裝置溫度信號數(shù)據(jù)、 爐內(nèi)電壓信號數(shù)據(jù)、爐號信號數(shù)據(jù)、推焦電流信號數(shù)據(jù)。
12、 如權利要求11所述的一種焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置，其特征在 于，所述的車載計算機系統(tǒng)(360)包含以下部分車載計算機(361 )、數(shù)據(jù)緩存模塊(362)、 監(jiān)視器(363)、電源裝置(364);所述的車載計算機(361)分別與所述的數(shù)據(jù)采集模塊(320)、測溫信號采集A/D 轉換模塊(351)、圖像信號采集模塊(352)連接；所述的數(shù)據(jù)緩存模塊(362)、監(jiān)視器(363)及電源裝置(364)連接，并分別雙向 傳輸爐內(nèi)紅外圖像信號數(shù)據(jù)、爐內(nèi)紅外溫度信號數(shù)據(jù)、仿生抗高溫保護裝置溫度信號數(shù)據(jù)、 爐內(nèi)電壓信號數(shù)據(jù)、爐號信號數(shù)據(jù)、推焦電流信號數(shù)據(jù)；所述的監(jiān)視器(363)與所述的電源裝置(364)連接，并雙向傳輸爐內(nèi)紅外圖像信 號數(shù)據(jù)、爐內(nèi)紅外溫度信號數(shù)據(jù)、仿生抗高溫保護裝置溫度信號數(shù)據(jù)、爐內(nèi)電壓信號數(shù)據(jù)、 爐號信號數(shù)據(jù)、推焦電流信號數(shù)據(jù)；所述的數(shù)據(jù)緩存模塊(362)與所述的二級無線通訊模塊(370)連接，并雙向傳輸 爐內(nèi)紅外圖像信號數(shù)據(jù)、爐內(nèi)紅外溫度信號數(shù)據(jù)、仿生抗高溫保護裝置溫度信號數(shù)據(jù)、爐 內(nèi)電壓信號數(shù)據(jù)、爐號信號數(shù)據(jù)、推焦電流信號數(shù)據(jù)。 '
13、 如權利要求1、 5、 8所述的一種焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置，其 特征在于，所述的基地中央計算機工作站(400)包含以下部分二級無線通訊模塊(410)、 中央計算機(420)、監(jiān)視器(430)、打印機(440)、 UPS電源(450)、人機對話裝置(460)、 數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)通訊模塊(470);所述的二級無線通訊模塊(410)與所述的中央計算機(420)連接，并雙向爐內(nèi)紅 外圖像信號數(shù)據(jù)、爐內(nèi)紅外溫度信號數(shù)據(jù)、仿生抗高溫保護裝置溫度信號數(shù)據(jù)、爐內(nèi)電壓信號數(shù)據(jù)、爐號信號數(shù)據(jù)、推焦電流信號數(shù)據(jù)；所述的中央計算機(420)分別與所述的監(jiān)視器(430)、打印機(440)、人機對話 裝置(460)和數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)通訊模塊(470)連接，并分別與各裝置雙向傳輸爐內(nèi)紅外圖像 信號數(shù)據(jù)、爐內(nèi)紅外溫度信號數(shù)據(jù)、仿生抗高溫保護裝置溫度信號數(shù)據(jù)、爐內(nèi)電壓信號數(shù) 據(jù)、爐號信號數(shù)據(jù)、推焦電流信號數(shù)據(jù)。
14、 如權利要求13所述的一種焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置，其特征在 于，所述的UPS電源(450)分別與所述的中央計算機(420)、監(jiān)視器(430)和打印 機(440)連接。
15、 如權利要求1、 5、 8所述的一種焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置，其 特征在于，所述的一個或多個智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置(100)外配套設有一個仿生 抗高溫保護裝置(200)。
16、 如權利要求15所述的一種焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置，其特征在 于，所述的智能無線數(shù)據(jù)釆集及傳送裝置(100)釆用一組或多組，每組由至少一個智能 無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置(100)組成。
17、 如權利要求16所述的一種焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置，其特征在 于，所述的車載計算機工作站(300)上設有至少一個一級無線通訊模塊(310)、至少一 個自動爐號識別裝置(330)、至少一個推焦電流檢測裝置(340)，所述的車載計算機工 作站(300)至少采用一組或多組。
18、 如權利要求17所述的一種焦爐內(nèi)部無線自冷連續(xù)自動測溫譜圖記錄裝置，其特征在 于，所述的基地中央計算機工作站(400)上設有至少一個二級無線通訊模塊(410)。專利摘要本實用新型涉及一種為解決煉焦爐內(nèi)部溫度測量難題而研發(fā)的新裝置，該裝置包含以下部分智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置、仿生抗高溫保護裝置、車載計算機工作站、基地中央計算機工作站。所述的智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置外部設有一個仿生抗高溫保護裝置，該智能無線數(shù)據(jù)采集及傳送裝置與車載計算機工作站通過一級無線通訊相互聯(lián)系，傳輸信息。所述的車載計算機工作站與基地中央計算機工作站通過二級無線通訊相互聯(lián)系，傳輸信息。該裝置可以替代原始的間接測溫裝置對焦爐進行大廣角、多方位整體直接測溫。一套測溫裝置可連續(xù)重復使用，無互換誤差，可以對焦爐數(shù)萬個重要測溫點進行定期普遍測量，測量數(shù)據(jù)準確，易管理，易維護，有很高的直接經(jīng)濟效益。
文檔編號G08C17/00GK201285326SQ200820059350
公開日2009年8月5日 申請日期2008年6月4日 優(yōu)先權日2008年6月4日
發(fā)明者張儒斌 申請人:上海隆締電子設備有限公司