一种利用红外成像技术监测热风炉炉皮温度的方法与流程

本申请涉及热风系统监测领域，尤其涉及一种利用红外成像技术监测热风炉炉皮温度的方法。

背景技术：

高炉冶炼过程是一个连续的、大规模的、高温生产过程，其稳定顺行至关重要。热风炉壳体是高炉方法工程的重要组成部分。热风炉的稳定安全运行是高炉稳顺的基础。但随着高炉冶炼强度和风温富氧水平提高，热风炉炉皮频繁出现高温点和发生开裂等情况，给安全生产带来隐患，严重影响高炉的稳定顺行。因此，要重视并加强对热风炉的监测，实时掌握设备的运行状态。

目前对热风炉的监测还停留在人工阶段，即人工手持热像仪对热风炉进行监测，而鉴于热风炉高温段位置较高，区域面积大，人工手持热像仪监测劳动强度大，且监测不连续间隔过长，而且存在危险。

技术实现要素：

本发明了提供了一种利用红外成像技术监测热风炉炉皮温度的方法，以解决目前的人工监测存在危险的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种利用红外成像技术监测热风炉炉皮温度的方法，包括一种利用红外成像技术监测热风炉的炉皮温度的方法，所述方法包括：

基于至少三组热风炉的位置确定至少五个红外成像监测装置的位置，以使所述至少五个红外成像监测装置对所述热风炉进行全面覆盖监测；所述至少五个红外成像监测装置包括：至少五个红外热像仪和至少五个电动云台，其中，每个红外热像仪分别连接各自的电动云台，所述电动云台可以带动对应的红外热像仪进行水平旋转和上下旋转；

基于所述至少五个红外热像仪获得所述热风炉的炉皮温度，然后将所述至少五个红外热像仪监测的炉皮温度传送给计算机进行处理。

优选的，所述基于至少三组热风炉的位置确定至少五个红外成像监测装置的位置，包括：

获得所述至少三组热风炉各自的位置和所述至少三组热风炉的炉皮温度区域分布参数；

基于所述至少三组热风炉各自的位置和所述至少三组热风炉的炉皮温度区域分布参数确定所述至少五个红外成像监测装置的位置。

优选的，所述基于至少三组热风炉的位置确定至少五个红外成像监测装置的位置，包括：

获得所述至少三组热风炉各自的高度；

基于所述热风炉各自的位置和所述至少三组热风炉各自的高度，确定所述至少五个红外成像监测装置的位置。

优选的，所述至少三组热风炉的炉皮温度区域分布参数包括：所述至少三组热风炉的易出现高温点的环带温度参数、球顶位置的温度参数、所述至少三组热风炉的炉皮温度区域分布参数包括：所述至少三组热风炉各自的热风总管温度参数、所述至少三组热风炉各自的热风支管波纹补偿器的温度参数。

优选的，所述基于至少三组热风炉的位置确定至少五个红外成像监测装置的位置，以使所述至少五个红外成像监测装置对所述至少三组热风炉进行全面覆盖监测，包括：

基于四组热风炉的位置确定至少六个红外成像监测装置的位置，以使所述至少六个红外成像监测装置对所述四组热风炉进行全面覆盖监测；

所述基于所述至少五个红外热像仪获得所述热风炉的炉皮温度，然后将所述至少五个红外热像仪监测的炉皮温度传送给计算机进行处理，包括：

基于所述至少六个红外热像仪获得所述四组热风炉的炉皮温度，然后将所述至少六个红外热像仪监测的炉皮温度传送给所述计算机进行处理。

优选的，所述基于所述至少六个红外热像仪获得所述四组热风炉的炉皮温度之前，所述方法还包括：

从所述至少六个红外成像监测装置中确定出至少一个移动的红外成像监测装置在所述四组热风炉间移动，以对所述四组热风炉的死角进行监测。

优选的，所述基于四组热风炉的位置确定至少六个红外成像监测装置的位置，以使所述至少六个红外成像监测装置对所述四组热风炉进行全面覆盖监测，包括：

当四组热风炉呈矩形排列时，将所述至少六个红外成像监测装置中的四个红外成像监测装置分别布置在所述四组热风炉外围，其中，在四个红外成像监测装置中，每个红外成像监测装置的水平距离和所述热风炉的水平距离满足第一预设距离范围，每个红外成像监测装置的高度和所述热风炉的高度满足第二预设距离范围。

优选的，所述将所述至少六个红外成像监测装置中的四个红外成像监测装置分别布置在所述四组热风炉外围之后，所述方法还包括：

将所述至少六个红外成像监测装置中的两个红外成像监测装置分别布置在所述四组热风炉之间，其中，在两个红外成像监测装置中，每个红外成像监测装置的水平距离和所述热风炉的水平距离满足第三预设距离范围，每个红外成像监测装置的高度和所述热风炉的高度满足第四预设距离范围。

优选的，所述基于至少三组热风炉的位置确定至少五个红外成像监测装置的位置，以使所述至少五个红外成像监测装置对所述热风炉进行全面覆盖监测，包括：

当所述至少三组热风炉呈一字型排列时，将所述至少五个红外成像监测装置中的两个红外成像监测装置布置在所述至少三组热风炉的一侧并排，将所述至少五个红外成像监测装置中的两个红外成像监测装置布置在所述至少三组热风炉的另一侧并排，将所述至少五个红外成像监测装置中的两个红外成像监测装置分别布置在所述至少三组热风炉的两端。

通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明公开了一种利用红外成像技术监测热风炉炉皮温度的方法，

本发明公开了一种利用红外成像技术监测热风炉的炉皮温度的方法，基于至少三组热风炉的位置确定至少五个红外成像监测装置的位置，基于至少五个红外热像仪获得热风炉的炉皮温度，然后将至少五个红外热像仪监测的炉皮温度传送给计算机进行处理。至少五个红外成像监测装置包括：至少五个红外热像仪和至少五个电动云台，其中，每个红外热像仪分别连接各自的电动云台，电动云台可以带动对应的红外热像仪进行水平旋转和上下旋转；本发明能够使至少五个红外成像监测装置能够对热风炉进行全面覆盖监测；并且能够长时间对热风炉进行监测，避免了人工监测带来的一系列问题，并且监测安全，不会带来危险。

附图说明

图1为本发明实施例中红外成像监测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中一种利用红外成像技术监测热风炉炉皮温度的方法的流程图；

图3为本发明实施例中红外成像监测装置和热风炉的位置示意图；

图4为本发明实施例中红外成像监测装置和热风炉的另一个位置示意图。

具体实施方式

鉴于上述问题，提出了一种利用红外成像技术监测热风炉炉皮温度的方法，实时监测热风炉炉皮温度变化，为热风炉稳定安全运行提供支撑，进而保障高炉稳定顺行。

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。

本发明目的是获得一种利用红外成像技术监测热风炉炉皮温度的方法。该方法从热风系统安全角度出发，提出了一套非接触远距离实时监测炉皮温度的方法，可准确、全面地对热风炉炉皮温度进行监测。

本发明是由至少6台红外热像仪、至少6组电动云台、计算机及其方法软件1套组成，可实现非接触远距离监测。

在具体的实施过程中，参看图1，本方法包括：

步骤11，基于至少三组热风炉的位置确定至少五个红外成像监测装置的位置，以使所述至少五个红外成像监测装置对所述热风炉进行全面覆盖监测。

其中，参看图2，是红外成像监测装置21的结构示意图。所述至少五个红外成像监测装置21包括：至少五个红外热像仪1和至少五个电动云台2，其中，每个红外热像仪1分别连接各自的电动云台2，所述电动云台2可以带动对应的红外热像仪1进行水平旋转和上下旋转。

在具体的实施过程中，本发明可以利用至少三组热风炉的位置、高度以及每个热风炉的温度区域分布参数等等，来确定至少五个红外成像监测装置21的位置。

具体来说，可先获得所述至少三组热风炉各自的位置和所述至少三组热风炉的炉皮温度区域分布参数；再基于所述至少三组热风炉各自的位置和所述至少三组热风炉的炉皮温度区域分布参数确定所述至少五个红外成像监测装置21的位置。

所述至少三组热风炉的炉皮温度区域分布参数包括：所述至少三组热风炉的易出现高温点的环带温度参数、球顶位置的温度参数、所述至少三组热风炉各自的热风总管温度参数、所述至少三组热风炉各自的热风支管波纹补偿器等位置的温度参数。

举例来说，热风炉高50米，直径10米，而在热风炉的15环带(约在热风炉高度30米处)温度容易出现高温点，故而可在热风炉的30米处的水平位置设置红外成像监测装置21。

再例如，若热风炉31的球顶位置的容易出现高温，则设置红外成像监测装置21对热风炉31的球顶位置进行监测，例如在离热风炉31的球顶位置的高度10米的距离设置红外成像监测装置21等等。当然，本发明的红外成像监测装置21的位置可根据很多种因素进行确定，并且可根据现场环境进行确定位置并且安装，只要保证能够对所述热风炉31进行全面覆盖监测即可。

作为另一种可选的实施方式，还可以在上述基础上，先获得所述至少三组热风炉31各自的高度；再基于所述热风炉31各自的位置和所述至少三组热风炉31各自的高度，确定所述至少五个红外成像监测装置21的位置。

步骤12，基于所述至少五个红外热像仪1获得所述热风炉31的炉皮温度，然后将所述至少五个红外热像仪1监测的炉皮温度传送给计算机进行处理。

当所述至少三组热风炉31呈一字型排列时，将所述至少五个红外成像监测装置21中的两个红外成像监测装置21布置在所述至少三组热风炉31的一侧并排，将所述至少五个红外成像监测装置21中的两个红外成像监测装置21布置在所述至少三组热风炉31的另一侧并排，将所述至少五个红外成像监测装置21中的两个红外成像监测装置21分别布置在所述至少三组热风炉31的两端。

另外，为了进一步实现对至少三组热风炉31的全面覆盖，所述基于所述至少五个红外热像仪1获得所述热风炉31的炉皮温度之前，还包括：从所述至少五个红外成像监测装置21中确定出至少一个移动的红外成像监测装置21在所述至少三组热风炉31间移动，以对所述至少三组热风炉31的死角进行全面覆盖监测。

在本发明中，红外成像监测装置21的数目至少是5个，而热风炉31至少是三组。在实际应用中，热风炉31一般是3组或者4组。当热风炉31为4组时，需要的红外成像监测装置21的数目至少是6个。

上述实施例中描述的方案，也适用于四组热风炉31和至少6个红外成像监测装置21的情况，在此不再赘述。

而在另一实施例中，若热风炉31为4组时，需要的红外成像监测装置21的数目至少是6个的时候：

基于至少三组热风炉31的位置确定至少五个红外成像监测装置21的位置，以使所述至少五个红外成像监测装置21对所述至少三组热风炉31进行全面覆盖监测，包括：

基于四组热风炉31的位置确定至少六个红外成像监测装置21的位置，以使所述至少六个红外成像监测装置21对所述四组热风炉31进行全面覆盖监测；

所述基于所述至少五个红外热像仪1获得所述热风炉31的炉皮温度，然后将所述至少五个红外热像仪1监测的炉皮温度传送给计算机进行处理，包括：

基于所述至少六个红外热像仪1获得所述四组热风炉31的炉皮温度，然后将所述至少六个红外热像仪1监测的炉皮温度传送给所述计算机进行处理。

作为一种可选的实施例，基于所述至少六个红外热像仪1获得所述四组热风炉31的炉皮温度之前，所述方法还包括：

从所述至少六个红外成像监测装置21中确定出至少一个移动的红外成像监测装置21在所述四组热风炉31间移动，以对所述四组热风炉31的死角进行监测。

所述基于四组热风炉31的位置确定至少六个红外成像监测装置21的位置，以使所述至少六个红外成像监测装置21对所述四组热风炉31进行全面覆盖监测，包括：

当四组热风炉31呈矩形排列时，将所述至少六个红外成像监测装置21中的四个红外成像监测装置21分别布置在所述四组热风炉31外围，其中，在四个红外成像监测装置21中，每个红外成像监测装置21的水平距离和所述热风炉31的水平距离满足第一预设距离范围，每个红外成像监测装置21的高度和所述热风炉31的高度满足第二预设距离范围。

之后，所述方法还包括：

将所述至少六个红外成像监测装置21中的两个红外成像监测装置21分别布置在所述四组热风炉31之间，其中，在两个红外成像监测装置21中，每个红外成像监测装置21的水平距离和所述热风炉31的水平距离满足第三预设距离范围，每个红外成像监测装置21的高度和所述热风炉31的高度满足第四预设距离范围。

上述涉及的预设距离的实际值根据实际情况而定。

在实际应用中，通过考察热风炉现场实际，确定红外热像仪安装位置。对于矩形布置的热风炉31初步设计4个外围红外热像仪测点和2个内部红外热像仪测点(安装位置如图4所示)，这6个红外热像仪采集的数据进行交换机32传送至计算机33。根据上述布置，利用电动云台的水平方向旋转和垂直方向旋转，可完成对4个热风炉31所要监测区域的全覆盖扫描(如图3和图4所示)。注意监测热风炉31球顶与柱体交接部位。

考虑到现场会有一些设备在热像仪和热风炉31被测区域之间，会破坏扫描区域的完整性，可设置一个可移动的热像仪，对被遮挡但出现升温趋势的地方进行定点区域扫描。也可考虑将处于安全区域对应的热像仪临时拆下，用于高温点或开裂部位关键区域的扫描。一列形布置的热风炉31安装位置需调研后确定，原则同矩形布置的热风炉31。

下面结合某钢铁企业矩形布置的4座热风炉31，对本发明的使用方法进行简单解释说明：

1.首先考察热风炉31现场实际，确定安装位置。

2.根据现场实际，初步设计4个外围红外热像仪测点和2个内部红外热像仪测点(安装位置如图4所示)。

3.根据上述布置，利用电动云台的水平方向旋转和垂直方向旋转，可完成对4个热风炉31所要监测区域的全覆盖扫描(如图3和图4所示)。

4.由于现场会有一些设备在热像仪和热风炉31被测区域之间，会破坏扫描区域的完整性，故可考虑设置一个可移动的热像仪，对被遮挡但出现升温趋势的地方进行定点区域扫描。也可考虑将处于安全区域对应的热像仪临时拆下，用于关键区域的扫描。

5.一列形布置的热风炉31安装位置需调研后确定，原则同矩形布置的热风炉31。

通过本发明的一个或者多个实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明公开了一种利用红外成像技术监测热风炉的炉皮温度的方法，基于至少三组热风炉的位置确定至少五个红外成像监测装置的位置，基于所述至少五个红外热像仪获得所述热风炉的炉皮温度，然后将所述至少五个红外热像仪监测的炉皮温度传送给计算机进行处理。所述至少五个红外成像监测装置包括：至少五个红外热像仪和至少五个电动云台，其中，每个红外热像仪分别连接各自的电动云台，所述电动云台可以带动对应的红外热像仪进行水平旋转和上下旋转；本发明能够使所述至少五个红外成像监测装置能够对所述热风炉进行全面覆盖监测；并且能够长时间对热风炉进行监测，避免了人工监测带来的一系列问题，并且监测安全，不会带来危险。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。