在线实时电热炉发热体监控系统和方法与流程

本发明涉及一种在线实时电热炉发热体监控系统和方法，尤其是一种用于在线实时监测热处理炉内发热体状态的在线实时监测系统和方法。

背景技术：

1、电热炉是一种广泛用于工业生产的设备，主要用于加热和处理金属制品、烧结陶瓷等。在加热过程中，电热炉的发热体起着至关重要的作用。发热体的质量和状态直接影响到热处理的效率和产品的质量。

2、目前，对发热体的监测方法主要是依靠人工检测和一些传感器检测。但是这些方法存在以下问题：

3、1. 人工检测不仅费时费力，而且容易出现误判和漏检，只能停炉时检查。

4、 2. 传感器检测只能根据温度是否正常判断发热体是否正常，但无法检测发热体是否有性能衰退，或者是否有局部损坏的问题。

5、 3.如果在热处理过程中出现发热体损坏，可能会导致正在处理的产品报废，造成较大损失和订单延误。

6、因此，需要一种能够实现在线实时监测电热炉发热体状态的系统，及能够预估发热体剩余可用时间的方法。

技术实现思路

1、本发明提供了一种用于在线监测发热体状态的实时监测系统和方法。该系统包括以下组件：

2、发热体检测模块：用于在线收集发热体的电压、电流，并根据电压和电流计算发热体的内阻和功率。同时，该模块具备发热体工况判断方法，通过该方法对发热体工作情况进行建模分析，从而计算出发热体等效工作小时数。

3、温度传感器：包括k型、s型等类型热电偶或者铂热电阻、电信号转化模块、滤波模块、处理器、ram、rom；用于采集发热体附近的温度。

4、碳势传感器：包括电阻片、吹气装置等；用于辅助发热体建模：结合炉内氛围对发热体剩余可用时间进行推断。

5、剩余可用时间计算模块：包含处理器、rom、ram；用于根据发热体检测模块、温度、碳势的数据对发热体进行综合健康状态判定和剩余可用时间推测。

6、通讯总线：用于连接发热体检测模块、温度传感器、碳势传感器、剩余可用时间计算模块。该总线所采用的物理连接线种类为双绞线。

7、记录模块：包含处理器、rom、ram；用于实时记录发热体功率、内阻和温度的变化，并可按需供客户查看。

8、展示模块：包含屏幕、处理器、rom、ram；用于实时展示发热体的剩余可用时间和状态，也用于历史数据的展示。

9、一种发热体剩余可用时间预估方法：

10、s1：获取发热体工况并用如下步骤累计等效工作小时数：

11、s1.1：发热体检测模块启动并完成自校准；

12、s1.2：在线实时读发热体电极间电流与电压传感器的值；

13、s1.3：当发热体电极间电压高于门限值1.5v时，即判定该发热体具备可工作条件；如果该条件下发热体电流值小于1a，则认为发热体损坏；否则，计算发热体电阻；

14、s1.4：当发热体两端间电极电压低于1v时，则认为发热体不具备工作条件，停止计算发热体电阻；

15、s1.5：当发热体处于可工作条件下时，若电流突然降低至0，则产生发热体运行中故障事件；

16、s2：在线获取发热体当前的电压和电流、电阻、功率数据，形成数据集a；

17、s3：在线获取发热体附近温度传感器数据、碳势数据，形成数据集b；

18、s4：读取记录模块的历史电压、电流、电阻、功率数据，形成数据集c；

19、s5：将a、b、c数据送入ai模型中计算，得到预估剩余可用时间；

20、s6：当收到发热体检测模块送得的发热体运行中故障事件时，将该数据送入基于ai的模型中对其预测进行修正。

21、一种计算机存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现上述的发热体剩余可用时间预估方法。

22、一种电热炉发热体监控设备，所述设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现上述的发热体剩余可用时间预估方法。

23、有益效果：

24、本发明公开了一种电热炉发热体剩余寿命预测系统。该系统可以可靠的预测发热体的剩余寿命，评估发热体的健康度，防止电热炉工作中因发热体故障导致不良品产生。对于热处理炉、陶瓷烧结炉、熔炼炉等依赖电发热体工作的电加热设备安全可靠运行有重大促进意义。

技术特征：

1.一种在线实时电热炉监控系统，其特征在于该系统由发热体检测模块，温度传感器，碳势传感器，剩余可用时间计算模块，记录模块，展示模块组成；发热体检测模块、剩余可用时间计算模块、温度传感器、碳势传感器通过通讯总线连接。

2.一种发热体剩余可用时间预估方法，其步骤是：

3.如权利要求1所述的在线实时电热炉监控系统，其特征在于，包括一个发热体检测模块，能够在线收集发热体的电压和电流，并实现如权利要求2所述的发热体剩余可用时间预估方法。

4.如权利要求1所述的在线实时电热炉监控系统，其特征在于，包括一个剩余可用时间计算模块，该模块内置一个和/或多个ai模型，使用发热体检测模块提供的数据和/或记录模块存储的历史数据，对发热体的剩余可用时间进行预估。

5.一种计算机存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现权利要求2所述的发热体剩余可用时间预估方法。

6.可用于在线实时监控电热炉的设备，其特征在于，所述设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现权利要求2所述的发热体剩余可用时间预估方法。

技术总结
本发明公开了一种在线实时电热炉发热体监控系统和方法，属于工业物联网在线监控系统。该系统包括发热体检测模块，温度传感器，碳势传感器，剩余可用时间计算模块，记录模块，展示模块组成；发热体检测模块、剩余可用时间计算模块、温度传感器、碳势传感器通过通讯总线连接。本发明同时公开了一种发热体剩余可用时间预估方法，该系统的发热体检测模块内置了发热体等效工作时间计算方法，剩余可用时间计算模块内置了该预估方法，并可结合AI模型进行训练，以提高预估准确度和精度。

技术研发人员：刘德扬,杨淳宇,陈立宗
受保护的技术使用者：沃拉普信息科技（重庆）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13