專(zhuān)利名稱(chēng)：高爐熱風(fēng)爐拱頂熱風(fēng)溫度測(cè)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(cè)量高爐熱風(fēng)爐熱風(fēng)溫度的輻射測(cè)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(cè)量，對(duì)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(cè)量不僅要解決被測(cè)目標(biāo)的高溫高壓?jiǎn)栴}，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(cè)量的 儀表主要有三種。第一種是熱電偶測(cè)溫，它將熱電偶及其保護(hù)套管直接 插入爐內(nèi)測(cè)量熱風(fēng)溫度，屬于接觸測(cè)溫，是目前最為廣泛使用的測(cè)量方 式。它的優(yōu)點(diǎn)是能夠連續(xù)測(cè)溫、精度較高，缺點(diǎn)是由于爐內(nèi)溫度壓力上 下波動(dòng)，熱電偶及其保護(hù)套管會(huì)產(chǎn)生熱震動(dòng)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(cè)量值的一致性。第二 種是針對(duì)熱電偶測(cè)溫的不足而出現(xiàn)的光電輻射測(cè)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(lái)插熱電偶的位置上，使 探頭能夠通過(guò)密封的窗口和熱電偶插孔，瞄準(zhǔn)熱風(fēng)爐內(nèi)部來(lái)測(cè)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(cè)溫。它的優(yōu)點(diǎn)是能 夠連續(xù)測(cè)溫、穩(wěn)定性、測(cè)量的一致性和使用壽命較熱電偶測(cè)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(chǎng)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(zhǎng)期正常工作，使用壽命大大縮短。第三種是針對(duì) 光電輻射測(cè)溫不足而出現(xiàn)的光纖光電輻射測(cè)溫儀。這種儀表通過(guò)傳光光纖將表達(dá)一定溫度的光信號(hào)送到遠(yuǎn)離惡劣的現(xiàn)場(chǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)度不超過(guò)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(chǎng)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(wèn)題是提供一種高爐熱風(fēng)爐拱頂熱風(fēng) 溫度測(cè)量裝置，能夠準(zhǔn)確測(cè)量熱風(fēng)溫度，具有穩(wěn)定、可靠、使用壽命長(zhǎng) 的特點(diǎn)。
為解決上述技術(shù)問(wèn)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(cè)量裝置，保護(hù)窺視管插入熱風(fēng)爐內(nèi)，與測(cè)溫頭殼通 過(guò)同軸法蘭聯(lián)接，光纖的一端端面位于測(cè)溫頭殼內(nèi)，另一端連接光電傳 感器，光電傳感器通過(guò)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(cè)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(guò)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(guò)套筒座安裝在聚焦物鏡的焦距 處，另一端端面通過(guò)機(jī)械斬波調(diào)制盤(pán)與光電傳感器偶合，光電傳感器輸 出的電信號(hào)通過(guò)前置放大器和單片機(jī)處理系統(tǒng)運(yùn)算，輸出與溫度對(duì)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(hào)。
本實(shí)用新型提供的高爐熱風(fēng)爐拱頂熱風(fēng)溫度測(cè)量裝置，能夠長(zhǎng)距離 傳輸表達(dá)一定溫度的光信號(hào)，將光電傳感器在遠(yuǎn)離惡劣現(xiàn)場(chǎng)處安裝，實(shí) 現(xiàn)熱風(fēng)溫度的連續(xù)測(cè)量并保證測(cè)溫的一致性和準(zhǔn)確性。它具有穩(wěn)定、可 靠、使用壽命長(zhǎng)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(cè)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(cè)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(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)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(guò) 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(guò)套筒 座3安裝在聚焦物鏡4的焦距處，其另一端端面通過(guò)機(jī)械斬波調(diào)制盤(pán)8 與光電傳感器偶合，光電傳感器輸出的電信號(hào)通過(guò)前置放大器和單片機(jī) 處理系統(tǒng)運(yùn)算，輸出與溫度對(duì)應(yīng)的數(shù)字量，或通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換電路輸出模 擬量，這樣就測(cè)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(cè)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(guò)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(hào)
的無(wú)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(zhǎng)度為100m。單芯石英光纖的另一 端輸出的近紅外光通過(guò)機(jī)械斬波調(diào)制盤(pán)與光電傳感器偶合，得到一交變 電信號(hào)，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(hào)直流放大的難題。電信號(hào)通過(guò)前置放大器和單片機(jī)處理系統(tǒng)運(yùn) 算，輸出與溫度對(duì)應(yīng)的模擬量或數(shù)字量，并輸出4 20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)送記 錄儀或計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。儀表的溫度測(cè)量范圍90(Tl40(TC，測(cè)量誤差小 于1%。由于采用長(zhǎng)度為100m的單芯長(zhǎng)光纖，使光電傳感器遠(yuǎn)離惡劣的現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)了熱風(fēng)溫度的連續(xù)測(cè)量并保證測(cè)溫的一致性和準(zhǔn)確性。它具 有穩(wěn)定、可靠、使用壽命長(zhǎng)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(cè)量高爐熱風(fēng)爐拱 頂熱風(fēng)溫度的目的。
應(yīng)該說(shuō)明的是，本具體實(shí)施例只是對(duì)本實(shí)用新型所做的示例性說(shuō)明 而并不限定它的保護(hù)范圍，本領(lǐng)域人員還可以對(duì)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(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)而對(duì)本專(zhuān)利進(jìn)行的改進(jìn)，都在本 專(zhuān)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(cè)量裝置，保護(hù)窺視管插入熱風(fēng)爐內(nèi)，與測(cè)溫頭殼通過(guò)同軸法蘭聯(lián)接，光纖的一端端面位于測(cè)溫頭殼內(nèi)，另一端連接光電傳感器，光電傳感器通過(guò)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(cè)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(guò)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(guò)套筒座安裝在聚焦物鏡的焦距處，另一端端面通過(guò)機(jī)械斬波調(diào)制盤(pán)與光電傳感器偶合，光電傳感器輸出的電信號(hào)通過(guò)前置放大器和單片機(jī)處理系統(tǒng)運(yùn)算，輸出與溫度對(duì)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(cè)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(cè)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(hào)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及測(cè)量高爐熱風(fēng)爐熱風(fēng)溫度的輻射測(cè)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(cè)量裝置，測(cè)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(guò)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(guò)套筒座安裝在聚焦物鏡的焦距處，另一端端面通過(guò)機(jī)械斬波調(diào)制盤(pán)與光電傳感器偶合，光電傳感器輸出的電信號(hào)通過(guò)前置放大器和單片機(jī)處理系統(tǒng)運(yùn)算，輸出與溫度對(duì)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(zhǎng)的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C21B9/10GK201258340SQ20082019049
公開(kāi)日2009年6月17日 申請(qǐng)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(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司