专利名称：加热型滚筒筒壁温度直接测量方法
技术领域：
本发明涉及一种烟草专用机械温度测量方法，具体是一种用于烟草行业制丝线加热型滚筒设备筒壁温度的直接测量方法。
背景技术：
加热型滚筒式设备(滚筒烘丝机、滚筒润叶机、滚筒加料机等)具有能够实现连续化生产和均勻混合烟草物料的作用，并可很好满足物料加工需要，因此滚筒类设备在卷烟企业制丝生产中得到了广泛应用。筒壁温度是加热型滚筒式设备的重要控制参数，如滚筒烘丝机生产过程中筒壁温度是影响烘丝质量的关键因素(见《烟草科技》，2009年第12期， 纩11页)，对物料加工的物理质量、感官质量和化学成分变化都有直接影响。因此，准确测量加热型滚筒式设备的筒壁温度，并以测定的筒壁温度为基础进行有效控制，可以提高加热型滚筒设备加工精度和物料加工质量。目前加热型滚筒式设备筒壁温度均为间接测量，现有对筒壁温度的了解是通过蒸汽压力换算温度公式得出的数据作为筒壁温度值，精度一般在士3°C (刘华等，管板式烘丝机筒壁温度预测模型的建立，南方农业，2010,3:60-61)；或是通过红外测温装置测量与其内壁所连接的蒸汽管壁温度作为滚筒内壁温度的参考值。由于加热型滚筒式设备内部特殊的工作环境高温(筒内温度< 150°C)、高湿(蒸汽量大)、内部过料、同轴勻速旋转等特点， 因此，现有的温度测试方法都无法直接测量到滚筒加热内壁工作状态下的实际温度，且现有的蒸汽压力换算方法误差较大、存在一定的滞后，不利于对筒壁温度的准确、及时测定。 本案申请人曾提出了一种滚筒烘丝机筒壁温度测量方法，它是将热电偶和记录器均安装在滚筒内部，为记录器配置专门的隔热箱，该隔热箱由高效隔热层构成，造价很高。通过记录器中的遥测套件将热电偶采集的温度数据发射至与计算机相连的信号接收端，由安装在计算机上的温度分析软件进行温度采集、分析。该方法经试验验证，存在的显著问题是为记录器配置的隔热箱在滚筒正常运转状态(150°C左右的工作环境)下隔热时间只能保持纩16 小时，工作时间太短，影响滚筒烘丝机的正常运行(一般为两班制，有效工作时间16小时)， 且由于隔热箱、记录器均固定在滚筒内部，安装、维护及更换电池等都比较麻烦，因此该方法很难适用于制丝线滚筒烘丝机的正常生产。
发明内容
鉴于上述现有技术中所存在的问题，本发明的目的是设计研究一种新型的加热型滚筒式设备筒壁温度直接测量方法，可实时在线监测筒壁温度，并可适应设备正常生产运行。本发明将记录器固定在滚筒外壁上，通过在滚筒上开微孔，将固定在滚筒内壁上的热电偶连接线穿过微孔与记录器连接，避免了记录器在滚筒内高温、高湿环境下工作。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的加热型滚筒筒壁温度直接测量方法，其特征在于将多个热电偶安装在滚筒加热薄板表面不同位置，并通过连接线连接到固定在滚筒外壁的温度记录器，在滚筒旋转加热工作状态下，对滚筒加热薄板进行温度测量；然后通过温度记录器中的遥测套件将记录器采集的温度数据发射至与计算机相连的信号接收端，由安装在计算机上的温度分析软件进行温度采集、分析。具体工作步骤如下
A.将多个热电偶固定在加热型滚筒内部加热薄板表面不同位置，热偶线沿薄板表面及筒壁隔热层与薄板之间的空隙并通过筒壁开孔连接到固定在滚筒外壁的温度记录器上；
B.温度记录器连接多个热电偶通道，并记录热电偶输出的温度数据保存到记录器中， 记录器置于保护箱内并固定在滚筒外壁上，使整个装置与加热型滚筒可以同步旋转；
C.通过记录器内置的遥测套件将温度数据发射到与分析计算机相连的信号接收端， 由安装在计算机内的温度数据处理软件进行温度分析。所述记录器及遥测套件由镍氢电池供电，在工作状态下与滚筒同步旋转，记录并发射热偶采集的温度数据，在测温装置正常工作状态下连续供电时间约为200个小时。所述热电偶为K型热电偶，最佳直径1. 6毫米，线缆长度3-15米，根据加热薄板测量点位要求分别固定在滚筒上，在滚筒工作状态下与滚筒同步旋转，实时探测加热薄板温度。所述信号接收端与记录器及遥测套件距离50至200米范围，通讯频率433MHz，实时接收无线温度信号。所述的温度分析软件可将接收到的无线信号转为实时的温度图表、数据并具备对温度记录器的状态显示等功能。根据加热型滚筒内部加热单元数量确定热电偶测量点设置数量，一个记录器连接、储存8-10个热电偶通道。每个记录器可通过8或10个可选通道储存130，000个读数， 测量点超出数量(10个以上)可选用两组测量装置。利用本发明所述的测量方法，可以对滚筒烘丝机、滚筒加料机、滚筒润叶机等加热型滚筒式设备筒壁温度进行在线实时监测，并可以实时对温度数据记录、整理和分析，从而直观了解到滚筒筒壁温度变化情况及分布状态。本发明为加热型滚筒式设备温度控制系统提供了直接的、准确的温度信息，依此可以验证蒸汽压力与温度值之间的换算公式，从而优化系统控制，提高滚筒式设备加工精度及物料加工质量。同时，通过多点温度监测，还可以发现筒壁加热过程温度异常状态(薄板漏气、漏水情况)，及时发现设备故障点，减少生产损失，从而最终保证产品的质量和生产过程的效率。
图1是本发明的测温方法原理图。图2记录器、热电偶安装示意图。图2中1、热电偶，2、加热薄板，3、隔热层，4、滚筒外壁，5、记录器。
具体实施例方式
本发明以下结合附图将具体步骤作进一步描述
A.将多个K型热电偶1固定在加热型滚筒内部加热薄板2表面不同位置，热偶线沿薄板表面及筒壁隔热层3与薄板2之间的空隙并通过筒壁开孔连接到固定在滚筒外壁4的温度记录器5上(如图幻；根据加热型滚筒内部加热单元数量或用户工艺要求确定温度测量点数量。每个记录器可连接10个热偶测量探头，测量点超出10个以上，可选用两组测量装置。B.温度记录器连接多个热电偶通道，并记录热电偶输出的温度数据保存到记录器中，将温度记录器、遥测套件置于保护箱内，固定在滚筒外壁上，使整个装置与加热型滚筒可以同步旋转。数据记录器规格:34X123X259(mm)；重量0. 9kg ；测温范围:-100 1370°。；精度士0. 30C ；分辨率:0. 1°C ；采样间隔RF遥测时2s-50min ；存储量 130,000个数据；最高工作环境温度70°C;遥测套件发射器通讯频率433MHz ；许可EN300 220-1 ；有效发射功率10mW ；传输范围(空地):200m ；最高工作环境温度100°C ；
C.通过记录器内置的遥测套件将温度数据发射到与分析计算机相连的信号接收端， 由安装在计算机内的温度数据处理软件进行温度分析。记录器及遥测套件由镍氢电池供电，在测温装置正常工作状态下连续供电时间约为200个小时，可以满足制丝线在线监测需要；
接收端接收发射器发出的无线电温度数据信号，连接至计算机使用专用温度分析软件对温度数据做出温度趋势曲线、警报设置并显示系统状态(电池、存储量、记录器温度)。
权利要求
1.一种加热型滚筒筒壁温度直接测量方法，其特征在于将多个热电偶安装在滚筒加热薄板表面不同位置，并通过连接线连接到固定在滚筒外壁的温度记录器，在滚筒旋转加热工作状态下，对滚筒加热薄板进行温度测量；然后通过温度记录器中的遥测套件将记录器采集的温度数据发射至与计算机相连的信号接收端，由安装在计算机上的温度分析软件进行温度采集、分析。
2.根据权利要求1所述的加热型滚筒筒壁温度直接测量方法，其特征在于该测量方法的具体工作步骤如下A.将多个热电偶固定在加热型滚筒内部加热薄板表面不同位置，热偶线沿薄板表面及筒壁隔热层与薄板之间的空隙并通过筒壁开孔连接到固定在滚筒外壁的温度记录器上；B.温度记录器连接多个热电偶通道，并记录热电偶输出的温度数据保存到记录器中， 记录器置于保护箱内并固定在滚筒外壁上，使整个装置与加热型滚筒可以同步旋转；C.通过记录器内置的遥测套件将温度数据发射到与分析计算机相连的信号接收端， 由安装在计算机内的温度数据处理软件进行温度分析。
3.根据权利要求1所述的加热型滚筒筒壁温度直接测量方法，其特征在于记录器及遥测套件由镍氢电池供电，在工作状态下与滚筒同步旋转，记录并发射热偶采集的温度数据，在测温装置正常工作状态下连续供电时间约为200个小时。
4.根据权利要求1所述的加热型滚筒筒壁温度直接测量方法，其特征在于所述热电偶为K型热电偶，最佳直径1.6毫米，线缆长度3-15米，根据加热薄板测量点位要求分别固定在滚筒上，在滚筒工作状态下与滚筒同步旋转，实时探测加热薄板温度。
5.根据权利要求1所述的加热型滚筒筒壁温度直接测量方法，其特征在于所述信号接收端与记录器及遥测套件距离50至200米范围，通讯频率433MHz，实时接收无线温度信号。
6.根据权利要求1所述的加热型滚筒筒壁温度直接测量方法，其特征在于所述的温度分析软件可将接收到的无线信号转为实时的温度图表、数据并具备对温度记录器的状态显示等功能。
全文摘要
一种加热型滚筒筒壁温度直接测量方法，其特征是将多个热电偶安装在滚筒加热薄板表面不同位置，并通过连线连接到固定在滚筒外壁的温度记录器，在滚筒旋转加热工作状态下，对滚筒加热薄板进行温度测量；然后通过温度记录器中的遥测套件将采集的温度数据发射至与计算机相连的信号接收端，由安装在计算机上的温度分析软件进行温度采集、分析。利用本发明的测量方法可对滚筒烘丝机、滚筒加料机、滚筒润叶机等加热型滚筒式设备筒壁温度进行在线实时监测，并可以实时对温度数据记录、整理和分析，从而直观了解到滚筒筒壁温度变化情况及分布状态。本发明将记录器固定在滚筒外壁上，避免了记录器在滚筒内高温、高湿环境下工作。
文档编号G01K7/04GK102507031SQ201110318598
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月19日 优先权日2011年10月19日
发明者孟庆华, 张其东, 张占涛, 王琳, 陶智麟, 陶铁托, 魏乐 申请人:中国烟草总公司郑州烟草研究院