一种炉膛工件测温装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103808412103808412A(43)申请公布日2014.05.21(21)申请号201210449296.6(22)申请日2012.11.02(71)申请人中国石油化工集团公司地址100728北京市朝阳区朝阳门北大街22号申请人中石化洛阳工程有限公司(72)发明人高跃成孙志钦孟庆凯杨利然张海燕杨少杰闫广豪(74)专利代理机构郑州中民专利代理有限公司41110代理人郭中民(51)Int.Cl.G01J5/00(2006.01)G01J5/02(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图1页附图1页(54)发明名称一种炉膛工件测温装置及方法(57)摘要本发明公开了一种炉膛工件测温装置及方法，主要用于热加工领域的工业炉炉膛工件表面温度场在线测量。本发明装置一种炉膛工件测温装置包括具有冷却保护套管的红外光内窥镜镜头组、高温烟气滤光片、红外热成像探头、镜头组自动旋转进退机构、红外热成像测温主机和监视显示设备及接触式工件表面温度测温计等部件，共同构成炉膛工件表面温度场红外热成像测温系统装置及其测温方法。本发明中红外热成像镜头组带有高温烟气滤光片，可有效滤除高温烟气对炉膛内工件表面温度屏蔽效应。通过热像素温度系统误差修正算法，有效消除系统误差，提高了测温精度。CN103808412ACN103842ACN103808412A权利要求书1/1页1.一种炉膛工件测温装置，包括带冷却保护套管的红外光内窥镜镜头组、烟气滤光片、红外热成像探头、探头温度自动冷却控制部件、镜头组自动旋转进退机构、红外热成像预处理机、红外测温主机、以及接触式工件表面温度测温计，其特征在于：所述带冷却保护套管的红外内窥镜镜头组安装在加热炉炉墙的看火孔内，红外内窥镜镜头组安装在冷却保护套管的内层套管中，所述红外内窥镜镜头组前端安装有温度传感器，镜头组后端与红外热成像探头间是烟气滤光片，所述镜头组自动旋转进退机构固定在炉膛外壁的壳体上；所述冷却保护套管与探头温度自动冷却控制部件相连；所述红外内窥镜镜头组与自动旋转进退机构连接在一起；所述红外热成像预处理机通过信号传输电缆分别与红外热成像探头、镜头组自动旋转进退机构以及探头温度自动冷却控制部件相连，红外热成像预处理机通过红外图像远传光缆与红外测温主机相连；所述接触式工件表面温度测温计测量后的数据传输到红外测温主机。2.根据权利要求1所述的炉膛工件测温装置，其特征在于：所述冷却保护部件的红外热成像镜头组是由多片透红外光学玻璃镜片构成。3.根据权利要求1所述的炉膛工件测温装置，其特征在于：所述冷却保护套管为多层，最好为三层夹套结构，最内层安装红外内窥镜镜头组。4.根据权利要求1所述的炉膛工件测温装置，其特征在于：所述探头温度自动冷却控制部件通过连接气管与冷却保护套管相连。5.根据权利要求1所述的炉膛工件测温装置，其特征在于：所述探头温度自动冷却控制部件为压缩空气冷却系统。6.根据权利要求5所述的炉膛工件测温装置，其特征在于：所述压缩空气冷却系统用冷却介质为冷却空气，通过流量调节阀进行调节。7.根据权利要求6所述的炉膛工件测温装置，其特征在于：所述冷却介质自冷却保护套管的中层套管流入，从外层套管流出。8.一种炉膛工件测温方法，其特征在于：由权利要求1-7任一所述的炉膛工件测温装置实现炉膛工件温度测量，具体方法是：炉膛内被测工件表面红外热辐射经烟气滤光片后传输到设于冷却保护套管尾部的红外热成像探头的红外焦平面上进行成像，再通过红外热成像预处理机转换成温度场热图像，并将其测得的炉管表面红外热图像通过传输光缆传输到红外测温主机中，同时通过接触式工件表面点温计将被测炉管表面校正点的温度测量信号也送到红外测温主机上，通过红外测温主机校正程序，以接触式工件表面点温计的测量值为基准对同一测量点热像温度进行修正。2CN103808412A说明书1/4页一种炉膛工件测温装置及方法技术领域[0001]本发明涉及工程检测技术领域，尤其涉及一种炉膛工件表面温度场红外热成像测温方法及其装置。背景技术[0002]在热加工工业实际生产过程中，炉膛内部被加热工件表面温度分布，尤其是直火式管式加热炉的炉管壁面温度分布一直是人们关心的重要技术指标。因此，多年来人们一直致力于解决这个问题。传统的炉管壁面温度监测方法是在炉管表面埋入热电偶，此方法仅仅能够检测到所埋点的炉管壁温，无法监测炉膛内加热工件如炉管、管架等内件的整体受热状态。这种接触式测温方法虽然测量精度较高，但是在强氧化、高温烟气环境中使用寿命很短，有的几天就翘起失效，因此无法在整个运行周期内，实现对炉管壁温(埋入点)在线检测。[0003]近年来随着红外热成像测温技术的快速发展，有人