一种管式工业炉温度实时监测及安全预警装置的制作方法

1.本发明属于温度测量装置技术领域，具体地说涉及一种管式工业炉温度实时监测及安全预警装置。


背景技术：

2.工业高温炉温度测量装置用于测量工业炉炉内的高温气流温度，从而显示出炉内的温度情况，为工业炉的操作提供可靠的依据。在炉内温度实时在线测量作业中，常规的测温装置(如热电偶)无法长期耐受超过1600℃的高温，因此，常规的测温装置很难长期使用。现有的做法是采用红外测温方式间接测量炉内温度，通常采用直接打开工业炉感应测量炉内温度，或者在炉体上开孔感应炉内的温度，但都存在不能实现测温的自动控制、测量数据不稳定、数据失真等问题。


技术实现要素：

3.针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种管式工业炉温度实时监测及安全预警装置，能快速、准确地实现对炉内温度实时监测以及超限报警。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.一种管式工业炉温度实时监测及安全预警装置，包括测温组件、推进组件以及密封组件，所述密封组件固设于炉体上，所述测温组件与推进组件连接，且测温组件在推进组件的推动作用下产生位移，测温作业时，所述密封组件处于开启状态，所述推进组件带动测温组件移动并贯穿密封组件伸进炉膛，以测量炉内温度，待机状态时，所述推进组件带动测温组件退出炉膛，所述密封组件处于关闭状态，对炉膛进行密封。
6.进一步，所述测温组件包括测温碳管、光学透镜和红外测温仪，所述测温碳管沿着水平方向设置，其一端作为作业端，用于伸进炉膛，其另一端设有安装座，所述光学透镜位于镜座内部，且安装座与镜座的内部连通形成测温通道，所述红外测温仪正对光学透镜设置。
7.进一步，所述安装座与镜座之间设有散热组件，所述散热组件为内设夹层的圆筒结构，其表面设有进水管和出水管，所述夹层内设有环形通道。
8.进一步，所述镜座上设有安装沉槽，所述安装沉槽内设有相对的固定板和活动板，所述固定板与安装沉槽的槽底固连，所述活动板与安装沉槽的槽底可滑动连接，且活动板与安装沉槽的槽壁之间设有弹簧。
9.优选的，所述安装沉槽的槽底设有导轨，所述活动板上设有可沿着导轨滑动的滑块。
10.进一步，所述固定板和活动板上均开设半圆形安装孔，位于固定板和活动板上的半圆形安装孔相对设置以形成圆形安装孔，用于安装光学透镜，且圆形安装孔正对测温通道设置。
11.进一步，所述安装沉槽的槽底对应圆形安装孔处开设第一通孔。
12.进一步，所述半圆形安装孔的周边设有容置凹槽，便于安装光学透镜。
13.优选的，所述容置凹槽的槽深小于半圆形安装孔的孔深。
14.进一步，所述固定板和活动板上均开设第一紧固孔，且固定板和活动板的外侧设有辅助板，所述辅助板上对应第一紧固孔处开设第二紧固孔，用于将光学透镜压合至安装沉槽的槽底。
15.优选的，所述第一紧固孔和第二紧固孔内嵌入紧固螺钉，拆装方便，便于定期检修保养光学透镜。
16.进一步，所述辅助板上对应圆形安装孔处设有与第一通孔的孔径相同的第二通孔，且第二通孔的孔径小于圆形安装孔的孔径。
17.进一步，所述镜座的侧壁上设有连通第一通孔的气孔，测温作业时，从所述气孔通入惰性气体或氮气，将测温通道内的烟气排出，进而能准确测量测温碳管与炉芯接触位置的温度。
18.进一步，所述气孔的出气口朝向光学透镜，在通入惰性气体或氮气的同时冲刷光学透镜表面，将表面附着物冲刷掉，便于对炉芯温度的准确测量。
19.进一步，所述散热组件和镜座之间设有球阀，所述红外测温仪位于光学透镜的外侧，打开所述球阀，所述测温碳管、安装座、散热组件、球阀和镜座相互连通形成测温通道，测量炉内温度。
20.进一步，所述红外测温仪与控制终端通讯连接，所述红外测温仪将测得的炉内温度上传至控制终端进行保存，控制终端内预设温度阈值，当炉内温度高于温度阈值时，控制终端下达指令至报警器进行报警。
21.进一步，所述推进组件包括伺服电机、螺杆以及与螺杆传动连接的螺母，所述螺杆平行于测温碳管设置，且螺杆与伺服电机的输出端连接，所述螺母与散温组件固件。
22.进一步，所述测温组件、推进组件均位于移动平台上，且螺杆的末端与移动平台可转动连接。
23.进一步，所述密封组件包括衔接管、隔热板和密封盖，所述衔接管贯穿工业炉的炉壁，测温作业时，测温碳管经衔接管伸入炉膛内，所述隔热板套设于衔接管的外围，所述密封盖可转动的设置于衔接管位于工业炉外侧的一端。
24.进一步，所述隔热板远离衔接管的一端开设u型凹槽，炉壁嵌入u型凹槽中并通过螺栓固定。
25.进一步，所述隔热板上开设用于容纳衔接管的安装通槽，所述安装通槽靠近炉膛的一端设有环形挡板，且衔接管的末端与环形挡板相抵，即安装通槽的槽深小于隔热板的板厚。
26.进一步，所述安装通槽的内径大于衔接管的外径以形成间隙。
27.进一步，所述间隙内设有隔热垫，且隔热垫分别与衔接管、隔热板相贴合，以提高衔接管与隔热板的密封性。
28.进一步，所述环形挡板的内径大于测温碳管的外径。
29.进一步，所述隔热板上设有固定块，所述固定块上开设弧形的导轨槽，且导轨槽内设有可沿着导轨槽滑动的连接柱，所述连接柱与活动连杆固连。
30.进一步，所述导轨槽的一端连通有第一限位槽，其另一端连通有第二限位槽，所述
第一限位槽与间隙的间距大于活动连杆的长度，所述第二限位槽与间隙的间距小于活动连杆的长度，且第一限位槽和第二限位槽均呈圆形；
31.当连接柱位于第一限位槽时，活动连杆对间隙不能起到阻挡作用，当连接柱位于第二限位槽时，活动连杆对间隙起到阻挡作用，避免隔热垫自间隙脱出。
32.优选的，所述隔热板和衔接管均采用陶瓷材料制成，所述隔热垫采用耐火纤维制成，避免炉壁形成局部热点。
33.进一步，所述密封盖的内侧设有固定锁紧柱和活动锁紧柱，所述活动锁紧柱位于滑槽内且可沿着滑槽滑动，以改变固定锁紧柱与活动锁紧柱的间距；
34.当密封组件处于关闭状态时，固定锁紧柱和活动锁紧柱分别位于衔接管的外侧和内侧。
35.进一步，所述固定锁紧柱上设有可绕其转动的卡块，所述卡块上开设用于卡接活动锁紧柱的卡槽。
36.本发明的有益效果是：
37.1、借助测温组件对炉内温度进行实时、连续的检测，保证工业炉的安全运行，同时，炉内温度上传至控制终端保存，便于查询工业炉历史运行情况，进行工业炉寿命预测。
38.2、借助推进组件实现测温组件的自动进退，既能够测量炉膛内不同位置的温度，提高测量的准确度，又可以在待机状态退出炉膛，提高测温组件的使用寿命。
39.3、借助红外测温仪实现可视化、非接触式测温，能够实时在线监测炉内温度。
40.4、密封组件处于开启状态时，进行测温作业，密封组件处于关闭状态，对炉膛进行密封，在不打开炉门的情况下实现炉内温度的在线实时检测，安全性高。
41.5、散热组件将炉内高温与炉外作业环境隔离开来，利用气孔通入气体，既能及时冲刷光学透镜表面的积尘，同时也能消除测温通道内部的烟尘，提高红外测温仪的测量精度。
附图说明
42.图1是本发明的整体结构示意图；
43.图2是连接柱和活动连杆的结构示意图；
44.图3是密封盖的结构示意图；
45.图4是镜座的拆解示意图；
46.图5是图1中a处局部示意图。
47.附图中：1
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测温碳管、2
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散热组件、3
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球阀、4
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镜座、5
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光学透镜、6
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红外测温仪、7
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伺服电机、8
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螺杆、9
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螺母、10
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移动平台、11
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轴承座、12
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气孔、13
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衔接管、14
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炉壁、15
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隔热板、16
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隔热垫、17
‑
固定块、18
‑
导轨槽、19
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第一限位槽、20
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第二限位槽、21
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连接柱、22
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活动连杆、23
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密封盖、24
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固定锁紧柱、25
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活动锁紧柱、26
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卡块、27
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安装沉槽、28
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固定板、29
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活动板、30
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半圆形安装孔、31
‑
容置凹槽、32
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第一紧固孔、33
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弹簧、34
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辅助板、35
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第二通孔、36
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第二紧固孔、37
‑
螺栓、38
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环形挡板、39
‑
第一通孔。
具体实施方式
48.为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对
本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本技术保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本发明创造。
49.实施例一：
50.如图1和图4所示，一种管式工业炉温度实时监测及安全预警装置，包括测温组件、推进组件以及密封组件，所述密封组件固设于炉体上，所述测温组件与推进组件连接，且测温组件在推进组件的推动作用下产生位移，测温作业时，所述密封组件处于开启状态，所述推进组件带动测温组件移动并贯穿密封组件伸进炉膛，以测量炉内温度，待机状态时，所述推进组件带动测温组件退出炉膛，所述密封组件处于关闭状态，对炉膛进行密封。
51.所述测温组件包括测温碳管1、光学透镜5和红外测温仪6，所述测温碳管1沿着水平方向设置，其一端作为作业端，用于伸进炉膛，其另一端设有安装座，所述光学透镜5位于镜座4内部，且安装座与镜座4的内部连通形成测温通道，所述红外测温仪6正对光学透镜5设置。为了防止测温碳管1的高温传递至光学透镜5、镜座4，实现高温隔离，所述安装座与镜座4之间设有散热组件2，所述散热组件2为内设夹层的圆筒结构，其表面设有进水管和出水管，所述夹层内设有环形通道，通过不断地从进水管注入冷却水达到阻隔热量传递。
52.所述镜座4上设有安装沉槽27，所述安装沉槽27内设有相对的固定板28和活动板29，所述固定板28与安装沉槽27的槽底固连，所述活动板29与安装沉槽27的槽底可滑动连接，且活动板29与安装沉槽27的槽壁之间设有弹簧33。优选的，所述安装沉槽27的槽底设有导轨，所述活动板29上设有可沿着导轨滑动的滑块。所述固定板28和活动板29上均开设半圆形安装孔30，位于固定板28和活动板29上的半圆形安装孔30相对设置以形成圆形安装孔，用于安装光学透镜5，且圆形安装孔正对测温通道设置。滑动活动板29并压缩弹簧33，增大固定板28和活动板29的间距，便于安装光学透镜5。光学透镜5安装到位后，活动板29在弹簧33作用下复位。同时，所述安装沉槽27的槽底对应圆形安装孔处开设第一通孔39，且第一通孔39的孔径小于圆形安装孔的孔径，也就是说，第一通孔39与安装沉槽27的槽底配合，对光学透镜5起到阻挡作用。所述半圆形安装孔30的周边设有容置凹槽31，便于放置光学透镜5。优选的，所述容置凹槽31的槽深小于半圆形安装孔的孔深。
53.为了提高光学透镜5的稳定性，所述固定板28和活动板29上均开设第一紧固孔32，且固定板28和活动板29的外侧设有辅助板34，所述辅助板34上对应第一紧固孔32处开设第二紧固孔36，用于将光学透镜5压合至安装沉槽27的槽底。优选的，所述第一紧固孔32和第二紧固孔36内嵌入紧固螺钉，拆装方便，便于定期检修保养光学透镜5。所述辅助板34上对应圆形安装孔处设有与第一通孔39的孔径相同的第二通孔35，且第二通孔35的孔径小于圆形安装孔的孔径。
54.此外，所述镜座4的侧壁上设有连通第一通孔39的气孔12，测温作业时，从所述气孔12通入惰性气体或氮气，将测温通道内的烟气排出，进而能准确测量测温碳管1与炉芯接触位置的温度。所述气孔12的出气口朝向光学透镜5，在通入惰性气体或氮气的同时冲刷光学透镜5表面，将表面附着物冲刷掉，便于对炉芯温度的准确测量。
55.所述散热组件2和镜座之间设有球阀3，所述红外测温仪6位于光学透镜5的外侧，打开所述球阀3，所述测温碳管1、安装座、散热组件2、球阀3和镜座4相互连通形成测温通
道，测量炉内温度。所述红外测温仪6与控制终端通讯连接，所述红外测温仪6将测得的炉内温度上传至控制终端进行保存，控制终端内预设温度阈值，当炉内温度高于温度阈值时，控制终端下达指令至报警器进行报警。
56.所述推进组件包括伺服电机7、螺杆8以及与螺杆8传动连接的螺母9，所述螺杆8平行于测温碳管1设置，且螺杆8与伺服电机7的输出端连接，所述螺母9与散温组件2固件。所述测温组件、推进组件均位于移动平台10上，且螺杆8的末端通过轴承座11与移动平台10可转动连接。启动伺服电机7，在螺杆8与螺母9的传动配合作用下，测温组件沿着水平方向进给，以伸进或退出炉膛。
57.实施例二：
58.如图1、图2、图3和图5所示，所述密封组件包括衔接管13、隔热板15和密封盖23，所述衔接管13沿着水平方向设置并贯穿工业炉的炉壁14，测温作业时，测温碳管1在推进组件的推动作用下经衔接管13伸入炉膛内，所述隔热板15套设于衔接管13的外围，所述密封盖23可转动的设置于衔接管13位于工业炉外侧的一端。
59.所述隔热板15远离衔接管13的一端开设u型凹槽，炉壁14嵌入u型凹槽中并通过螺栓37固定。同时，所述隔热板15上开设用于容纳衔接管13的安装通槽，所述安装通槽靠近炉膛的一端设有环形挡板38，且衔接管13的末端与环形挡板38相抵，提高衔接管13的稳定性，也就是说，安装通槽的槽深小于隔热板15的板厚，相对应的，所述环形挡板38的内径大于测温碳管1的外径。所述安装通槽的内径大于衔接管13的外径以形成间隙，所述间隙内设有隔热垫16，且隔热垫16分别与衔接管13、隔热板15相贴合，以提高衔接管13与隔热板15的密封性。
60.所述隔热板15上设有固定块17，所述固定块17上开设弧形的导轨槽18，且导轨槽18内设有可沿着导轨槽18滑动的连接柱21，所述连接柱21与活动连杆22固连。所述导轨槽18的一端连通有第一限位槽19，其另一端连通有第二限位槽20，所述第一限位槽19与间隙的间距大于活动连杆22的长度，所述第二限位槽20与间隙的间距小于活动连杆22的长度，且第一限位槽19和第二限位槽20均呈圆形。当连接柱21位于第一限位槽19时，活动连杆22对间隙不能起到阻挡作用，便于安装隔热垫16，当连接柱21位于第二限位槽20时，活动连杆22对间隙起到阻挡作用，避免隔热垫16自间隙脱出。优选的，所述隔热板15和衔接管13均采用陶瓷材料制成，所述隔热垫16采用耐火纤维制成，避免炉壁14形成局部热点。
61.所述密封盖23的内侧设有固定锁紧柱24和活动锁紧柱25，密封组件处于关闭状态时，密封盖23与衔接管13接触的侧面为密封盖23的内侧。所述活动锁紧柱25位于滑槽内且可沿着滑槽滑动，滑槽沿着水平向设置，滑动活动锁紧柱25以改变固定锁紧柱24与活动锁紧柱25的间距。当密封组件处于关闭状态时，固定锁紧柱24位于衔接管13的外侧，活动锁紧柱25位于衔接管13的内侧。所述固定锁紧柱24上设有可绕其转动的卡块26，所述卡块26上开设用于卡接活动锁紧柱25的卡槽，也就是说，卡块26用于锁紧固定锁紧柱24和活动锁紧柱25，密封盖23对衔接管13起到密封作用。
62.通过推进组件实现测温组件的自动进退，既能够测量炉膛内不同位置的温度，提高测量的准确度，又可以在待机状态退出炉膛，提高测温组件的使用寿命。同时，密封组件处于开启状态时，测温组件对炉内温度进行实时、连续的检测，保证工业炉的安全运行，红外测温仪6实现可视化、非接触式测温，炉内温度上传至控制终端保存，便于查询工业炉历
史运行情况，进行工业炉寿命预测，密封组件处于关闭状态，对炉膛进行密封，在不打开炉门的情况下实现炉内温度的在线实时检测，安全性高。
63.以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本技术范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。