本发明属于陶瓷隧道窑领域，尤其涉及一种陶瓷隧道窑险情的动态监测装置及监测方法。
背景技术：
在耐火材料、陶瓷等制品的生产过程中，烧成是一道非常的重要工序，直接影响着产品的产量和质量。烧成设备主要有两大类：连续式窑，如隧道窑，另一类为间歇式窑，如倒焰窑。隧道窑属于连续式火焰加热窑炉，一般是一条长直线形隧道，其两侧及顶部有固定的墙壁及拱顶，主要用于耐火材料、陶瓷、建筑用砖等的烧成。
隧道窑从工作原理上来说可分为三带：预热带、烧成带、冷却带。坯体(未烧半成品)干燥至一定水分装载在窑车上入窑，首先经预热带，受到来自烧成带的燃烧产物(烟气)预热，然后进入烧成带，燃料燃烧的火焰及生成的燃烧产物加热坯体，使达到一定的温度而烧成。烧成的产品最后进入冷却带，将热量传给入窑的冷空气，产品本身冷却后出窑。
隧道窑从结构上，可分为钢结构、窑衬和燃烧供热装置三大块，其中窑衬是极其关键的一个环节，其作用是隔绝窑内的高温，防止其外溢，同时有效保证窑内热量的高效利用，可以说，窑衬的质量好坏，直接影响着整套隧道窑系统的热利用率、使用寿命和焙烧效率。由耐火材料砌筑而成的窑衬在长时间生产中，极易形成剥落，一旦形成，如若没能第一时间检测出具体剥落位置并予以解决，则会造成剥落区域周边的窑衬随之剥落，且窑壳会氧化生锈，最终造成整套隧道窑系统运行中断，造成生产事故。所以，快速有效的窑衬剥落工艺及区域检测技术，对于隧道窑的稳产、顺产、优产，具有很大的保障意义。
现有技术下的隧道窑，其窑衬剥落检测技术的原理是依靠检测窑壳表面温度值的变化来判断是否有窑衬剥落工况发生。生产时在隧道窑两侧各自布置一个或一排上下摆头式红外线测温仪4，通过测温仪对窑壳表面温度进行实时扫描，从而监测窑衬的健康状况。
现阶段常规的做法在实际生产应用中，通常有以下三大缺陷。
1、监测范围小，安装成本高：现有技术一般在隧道窑的地平面上一个或多个位置设置上下摆头式红外线测温装置，在生产中收集窑身的表面温度信号，这种方法只能监测隧道窑很小一部分面积的表面温度值，监测范围非常小，无法反应出真实的情况，从而易出现监控死角，会降低隧道窑的安全系数，对操作工的人身安全带来很大的隐患。但如果在隧道窑的多个点处设置上下摆头式红外线测温装置，则又会造成安装和维护成本过于高昂，严重影响生产的经济性。
2、无法预判炉衬剥落位置：由于无法全面扫描覆盖整个隧道窑的窑身，故现有技术下未能对隧道窑窑身上各个位置区域进行物理建模，从而即使当测温装置检测到温度值发生变化时，也无法预判出对应的炉衬剥落位置，亦无法给出参考性的修复建议，这样就导致操作工不得不全窑身逐个去寻找炉衬剥落高温点，既繁琐又加大了劳动强度。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种监测范围大、操作量小的隧道窑炉衬剥落的动态监测装置，并相应提供其监测方法。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种陶瓷隧道窑炉衬剥落的动态监测装置，所述陶瓷隧道窑包括窑身，所述窑身的两侧均对称设有一排烧嘴，所述窑身包括预热段、烧成段与冷却段，所述动态监测装置包括巡逻装置、温度检测仪与控制器，所述巡逻装置包括巡逻机器人、驱动装置与设置在所述窑身周围的轨道，所述温度检测仪安装在巡逻机器人上，所述巡逻机器人在驱动装置的驱动下在轨道上运行，所述温度检测仪将在窑身周围接收的监测信号实时传送至控制器。
上述陶瓷隧道窑炉衬剥落的动态监测装置中，优选的，所述检测仪与控制器之间的信号通过无线传输。利用无线传输可以大大减小电缆及电缆套管的使用，可节约操作空间，还可降低操作工绊到电缆套管而摔跤的隐患。
上述陶瓷隧道窑炉衬剥落的动态监测装置中，优选的，所述巡逻装置为巡逻轨迹可调整的光差循迹式巡逻装置，所述巡逻轨迹在窑身周围呈闭合环线；所述轨道由轨道明线与轨道暗线构成，所述轨道明线与轨道暗线之间有色差，所述轨道明线与轨道暗线的颜色与窑身周边环境的颜色不同，所述巡逻机器人包括光感接收器、寻线模块与导向装置，所述光感接收器接收来自于轨道的色光信号并反馈至寻线模块，所述寻线模块控制导向装置以实现巡逻机器人持续在轨道上运动。运用光差循迹式巡逻装置，轨道的位置可以由操作工依据监测位置的需要任意调整，大大增加本发明中装置使用的灵活性，可以保证本发明中的装置适用于不同的场合，可以扩大装置的使用范围。当寻线模块开启后，光感接收器会同时开启接受色光信号，导向装置在寻线模块的控制下会控制巡逻机器人运动方向，使光感接收器能够一直接受来自轨道明线和轨道暗线的光感信号，从而使得巡逻机器人一直保持在设定的巡逻轨道上，这样就形成了巡逻机器人在预定的轨道上做有轨迹式的巡逻运动，以实现对陶瓷隧道窑窑身的动态监测。轨道明线与轨道暗线的颜色与周边环境的颜色不同可以保证光感接收器一直在接收相同的色差，周边环境不会影响到光感接收器的工作，可以保证整个装置有序的运行。
上述陶瓷隧道窑炉衬剥落的动态监测装置中，优选的，所述轨道上设有限位开关，所述巡逻机器人上设有用于拨动所述限位开关的拨片，所述限位开关被拨动后自动复位。限位开关与拨片可以用来确定巡逻机器人的位置，当限位开关被拨动后，限位开关会告知控制器巡逻机器人已经运行完了一圈(运行一圈时间为拨片两次拨动限位开关之间的时间)，同时控制器会将巡逻机器人的位置调零，当温度检测仪监测到炉衬剥落后，通过控制器可分析出炉衬剥落位置。
上述陶瓷隧道窑炉衬剥落的动态监测装置中，优选的，所述轨道在所述预热段、烧成段与冷却段具有不同的分布密度，且所述轨道在所述烧成带分布密度最大。窑身烧成段的温度最高，也最容易发生炉衬剥落，而预热段与冷却段的温度相对较低，发生炉衬剥落的可能性相对烧成段更低，所以需要在烧成段设置更加密集的轨道。
上述陶瓷隧道窑炉衬剥落的动态监测装置中，优选的，所述轨道由多个位于所述窑身表面的弧形段以及用于连接所述弧形段的多个连接段组合而成一个闭合环线，且每个所述弧形段所在的平面均相互平行，所述烧嘴均位于所述弧形段所在的平面之间。更优选的，所述轨道由设于两排所述烧嘴两侧的直线段及用于连接所述直线段的连接段组合而成一个闭合环线。更优选的方案中，轨道的坡度更小，轨道的路径更短，巡逻机器人基本是在同一平面上运行，运行更加平稳，且所需要的动力更小，更加有利于节能。
上述陶瓷隧道窑炉衬剥落的动态监测装置中，优选的，所述巡逻机器人的底部设有耐高温隔热板和用于防止所述巡逻机器人从所述轨道上脱落的磁铁防脱轨装置。陶瓷隧道窑的轨道布置中有弧形轨道，巡逻机器人在轨道上运行时容易脱轨，在巡逻机器人上增设防脱轨装置可以防止巡逻机器人从轨道上脱落。另外，陶瓷隧道窑窑身表面温度较高(可高达250℃)，需要增设耐高温隔热板。
上述陶瓷隧道窑炉衬剥落的动态监测装置中，优选的，所述温度检测仪与所述窑身的距离为50-100mm，且所述温度检测仪垂直于所述轨道向下安装。热气一般是从下而上往上冒，炉衬剥落监测时，温度检测仪要朝下安装。
作为一个总的技术构思，本发明还提供一种陶瓷隧道窑炉衬剥落的动态监测装置的监测方法，包括以下步骤：
(1)在陶瓷隧道窑的窑身周围装设轨道，将一巡逻机器人放在轨道上，并将一温度检测仪装在巡逻机器人上；
(2)在一驱动装置的驱动下，装设有所述温度检测仪的巡逻机器人在轨道上持续运动，并控制所述巡逻机器人的运行速度为1-2m/min；
(3)开启上述的温度检测仪，并使该温度检测仪的监测信号实时传送至一控制器；
(4)当所述监测信号异常时，所述控制器收到异常信号后报警并自动测算炉衬剥落位置进行输出。
上述监测方法中，优选的，当所述监测信号异常时，所述巡逻机器人自动鸣笛，所述控制器收到异常信号后自动给所述巡逻机器人发出停止动作信号。当监测信号异常时，巡逻机器人停止动作且自动鸣笛，维修人员可以根据控制器给出的大致位置外加巡逻机器人的鸣笛声可以准确快捷的找到炉衬剥落位置，以最快的速度处理炉衬剥落，把炉衬剥落的潜在危害降至最低。
上述监测方法中，优选的，所述轨道上设有限位开关，所述巡逻机器人上设有用于拨动所述限位开关的拨片，所述限位开关被拨动后自动复位。
上述监测方法中，优选的，所述控制器中设有炉衬剥落位置预判系统，所述炉衬剥落位置预判系统自动测算炉衬剥落位置的过程如下：通过巡逻机器人拨动所述限位开关的拨片，每拨动一次将信号传送给所述控制器，所述控制器接收信号后将巡逻机器人的位置信息调零，所述控制器依据所述巡逻机器人运行一圈所需要的时间、巡逻机器人的运行速度以及运行过程中接收到监测信号的时间自动测算出所述温度检测仪发出监测信号时所在的轨道位置，并根据轨道位置预测陶瓷隧道窑的窑身炉衬剥落的发生位置。当限位开关被拨动后，限位开关会告知控制器巡逻机器人已经运行完了一圈(运行一圈时间为拨片两次拨动限位开关之间的时间)，同时控制器会将巡逻机器人的位置调零，当温度检测仪监测到炉衬剥落后，通过控制器的炉衬剥落位置预判系统可分析出炉衬剥落位置。
上述监测方法中，优选的，所述巡逻机器人在轨道上匀速运动。巡逻机器人保持匀速运动可以增加炉衬剥落位置预判系统分析炉衬剥落位置的准确度。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、监测范围大：本发明中温度检测仪随着巡逻机器人不间断地在轨道上循环移动，监测范围可覆盖至整个陶瓷隧道窑的窑身，窑身任意一处有炉衬剥落都会被温度检测仪捕捉到，可以大幅提高生产的安全系数。
2、占用操作空间小：本发明巡逻装置无需用到电缆及电缆套管，可大减小装置占用的操作空间，也降低了操作工绊到电缆套管而摔跤的隐患。
3、本发明监控方法简便，监控效率高，利用简单的装置即可实现陶瓷隧道窑的窑身大范围炉衬剥落的监控，整个监控过程中只用到一个温度检测仪，成本低廉。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中陶瓷隧道窑的结构示意图。
图2为图1中a-a面剖切视图。
图3为本发明实施例中动态巡逻装置的安装示意图(窑身为图2中b-b面的展开图)。
图4为本发明实施例中动态巡逻装置的另一种安装示意图(窑身为图2中b-b面的展开图)。
图5为本发明实施例中巡逻机器人的结构示意图。
图6为本发明实施例的工作原理流程图。
图例说明：
1、巡逻装置；22、温度检测仪；3、控制器；11、巡逻机器人；12、轨道；121、轨道明线；122、轨道暗线；5、限位开关；6、拨片；10、陶瓷隧道窑；1001、窑身；1002、烧嘴；1003、台车；20、磁铁防脱轨装置；25、耐高温隔热板；26、行走轮。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
实施例：
如图1、图2所示，本实施例的陶瓷隧道窑10炉衬剥落的动态监测装置，陶瓷隧道窑10包括窑身1001与台车1003，窑身1001的两侧均对称设有一排烧嘴1002，窑身1001包括预热段、烧成段与冷却段，动态监测装置包括巡逻装置1、温度检测仪22与控制器3，巡逻装置1包括巡逻机器人11、驱动装置(包括驱动电机与行走轮26)与设置在窑身1001周围的轨道12，温度检测仪22安装在巡逻机器人11上，巡逻机器人11在驱动装置的驱动下在轨道12上运行，温度检测仪22将在窑身1001周围接收的监测信号实时传送至控制器3。
本实施例中，巡逻装置1为巡逻轨迹可调整的光差循迹式巡逻装置，巡逻轨迹在窑身1001周围呈闭合环线。具体如下：轨道12由轨道明线121与轨道暗线122构成，轨道明线121与轨道暗线122之间有色差，轨道明线121与轨道暗线122的颜色与周边环境的颜色不同，巡逻机器人11包括光感接收器、寻线模块与导向装置，光感接收器接收来自于轨道12的色光信号并反馈至寻线模块，寻线模块控制导向装置以实现巡逻机器人11持续在轨道12上运动。当寻线模块开启后，光感接收器会同时开启接受色光信号，导向装置在寻线模块的控制下会控制巡逻机器人11运动方向，使光感接收器能够一直接受来自轨道明线121和轨道暗线122的光感信号，从而使得巡逻机器人11一直保持在设定的巡逻轨道12上，这样就形成了巡逻机器人11在预定的轨道12上做有轨迹式的巡逻运动，以实现对陶瓷隧道窑窑身的动态监测。轨道明线121与轨道暗线122的颜色与周边环境的颜色不同可以保证光感接收器一直在接收相同的色差，周边环境不会影响到光感接收器的工作，可以保证整个装置有序的运行。
本实施例中，轨道12上设有限位开关5，巡逻机器人11上设有用于拨动限位开关5的拨片6，限位开关5被拨动后自动复位。
本实施例中，温度检测仪22与控制器3之间的信号传输为无线传输。利用无线传输可以大大减小电缆及电缆套管的使用，可节约操作空间，还可降低操作工绊到电缆套管而摔跤的隐患。
本实施例中，轨道12在预热段、烧成段与冷却段具有不同的分布密度，且轨道12在烧成带分布密度最大。窑身1001烧成段的温度最高，也最容易发生炉衬剥落，而预热段与冷却段的温度相对较低，发生炉衬剥落的可能性相对烧成段更低，所以需要在烧成段设置更加密集的轨道。
如图3所示，本实施例中，轨道12由多个位于窑身1001表面的弧形段以及用于连接弧形段的多个连接段组合而成一个闭合环线，且每个弧形段所在的平面均相互平行，烧嘴1002均位于弧形段所在的平面之间。本实施例中，巡逻轨迹可以根据实际需求调整，如图4所示，为本实施例中的另一种轨迹方式。图4中，轨道12由设于两排烧嘴1002两侧的直线段及用于连接直线段的连接段组合而成一个闭合环线。本实施例中，图4中的所示的方案为优选方案，因为图4中轨道12的坡度更小，轨道12的路径更短，巡逻机器人11基本是在同一平面上运行，运行更加平稳，且所需要的动力更小，更加有利于节能。
如图5所示，本实施例中，巡逻机器人11的底部设有耐高温隔热板25和用于防止巡逻机器人11从轨道12上脱落的磁铁防脱轨装置20。磁铁防脱轨装置20可以防止巡逻机器人11从轨道12上脱落。耐高温隔热板25可避免窑身1001的高温影响巡逻机器人11。
本实施例中，温度检测仪22与窑身1001的距离为50-100mm，且温度检测仪22垂直于轨道12向下安装。
如图6所示，本实施例还提供一种陶瓷隧道10窑炉衬剥落的动态监测装置的监测方法，包括以下步骤：
(1)在陶瓷隧道窑10的窑身1001周围装设轨道12，将一巡逻机器人11放在轨道12上，并将一温度检测仪22装在巡逻机器人11上；
(2)在一驱动装置的驱动下，装设有温度检测仪22的巡逻机器人11在轨道上12持续运动，并控制巡逻机器人11的运行速度为1-2m/min；
(3)开启上述的温度检测仪22，并使该温度检测仪22的监测信号实时传送至一控制器3；
(4)当所述监测信号异常时，控制器3收到异常信号后报警并自动测算炉衬剥落位置进行输出。
本实施例中，当监测信号异常时，控制器3收到异常信号后可以给巡逻机器人11发出停止运作信号，待操作工将炉衬剥落处理完毕后再由操作工人工给控制器3输入继续运作信号，巡逻机器人11再继续运作。当然，控制器3也可不给巡逻机器人11发出停止运作信号，而是继续运作用于监测其他地方的异常信号，这样可以保证监测的连续性。另外，还可选择性的在巡逻机器人11上安装报警器，当出现炉衬剥落时报警器会发出警报声提醒操作工。
本实施例中，轨道12上设有限位开关5，巡逻机器人11上设有用于拨动限位开关5的拨片6，限位开关5被拨动后自动复位。
本实施例中，控制器3中设有炉衬剥落位置预判系统，炉衬剥落位置预判系统自动测算炉衬剥落位置的过程如下：通过巡逻机器人11拨动限位开关5的拨片6，每拨动一次将信号传送给控制器3，控制器3接收信号后将巡逻机器人11的位置信息调零，控制器3依据巡逻机器人11运行一圈所需要的时间、巡逻机器人11的运行速度以及运行过程中接收到监测信号的时间自动测算出温度检测仪22发出监测信号时所在的轨道位置，并根据轨道位置预测陶瓷隧道窑10炉衬剥落的发生位置。当限位开关5被拨动后，限位开关5会告知控制器3巡逻机器人11已经运行完了一圈(运行一圈时间为拨片6两次拨动限位开关5之间的时间)，同时控制器3会将巡逻机器人11的位置调零，当温度检测仪22监测到炉衬剥落后，通过控制器3的炉衬剥落位置预判系统可分析出炉衬剥落位置。
本实施例中，巡逻机器人11在轨道12上可以设置为匀速运动以保证炉衬剥落位置预判系统预判出炉衬剥落位置的准确性。
本实施例中装置的监测范围大、占用操作空间小、应用范围广。本实施例中监控方法简便、监控效率高、成本低廉，具有广阔的市场前景。