专利名称：基于双光比色的红外aod炉测温光路系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种冶金行业炼钢炉冶炼的在线温度检测系统，特别涉及一种基于双光比色的红外AOD炉测温光路系统。
背景技术：
炼钢的终点值包括温度、压力及钢液成分，特别是终点温度的命中率是提高生产率和产品质量的关键。在炼钢过程的高温条件下，在线实时连续监控炉温，能对整个炼钢过程进行精确的控制，并得出终点温度，准确控制炼钢终点，可大大减少能源消耗、提高出钢质量。但在炉温测量方面，传统对炉温的判断往往采用肉眼观察的方法，该方法完全依 赖个人的经验，因而精度很低，难以很好的控制冶炼过程，无法按最佳冶炼曲线进行，特别对终点也很难很好的控制，不但会消耗大量的能量，而且成品率低。目前较先进的方法采用高温热电偶进行投弹式测温，虽然能获得较为准确的温度，但是由于高温热电偶价格非常昂贵，而且为一次性使用，因此只能得到几个关键点的温度，不可能对整个过程进行有效的监控，而且何时投弹测温同样依赖人的经验，不一定得到关键点的温度，实际降低了测温的有效性和精度。目前较先进的方法是采用红外测温，测点一般位于底枪，底枪一般为内外管的双层结构，从炉的侧壁深入底部，底枪的内管吹入氩氧(或者以氮代氩)混合气体，而外管则吹入冷却剂，在精炼的时候通氩气冷却，非吹炼的空隙时间则改吹压缩空气或氮气。红外测温方式能获得较为准确的炉内温度，但是目前采用的方法是从炉内测点得到红外光后，再通过光纤传导出来，最后由位于炉外的红外温度测量系统得到温度信息，并计算得到温度值，也就是说主要的光路系统及全部的电路都位于炉外。由于炉外的温度也较高，特别在倾炉的时候，而光纤本身的耐温并不是很高，需要特殊的保护，而且光纤本身的长度不宜过长，不但损耗大而且炉转动、倾炉时的移动受到限制，因此使用受到很大的限制，且寿命较低。因此成本较高，可靠性差而且没有从根本上解决能源消耗大和成品率低的问题。
发明内容本实用新型的目的是要解决光纤传输温度信号存在的上述问题，而提供一种基于双光比色的红外AOD炉测温光路系统。本实用新型是由冷却单元、光路系统、底枪测温单元组成，冷却单元是由光路及低吹气体通路和冷却气体通路构成，光路及低吹气体通路与光路系统相连通，光路及低吹气体通路具有低吹气体入口，底枪测温单元具有冷却气体入口，冷却气体通路包裹在光路及低吹气体通路外，冷却气体通路与测温单元连通，冷却气体由冷却气体入口进入对底枪测温单兀和光路系统冷却后，从冷却气体通路流出，光路系统是由密封光窗、反光镜、分光镜和滤光片组成，密封光窗设置在前部，密封光窗的后部依次设置反光镜、分光镜和滤光片；底枪测温单元是由红外传感器、控制单元及RF无线发射单元组成；电源向底枪测温单元供电。本实用新型的工作过程是炉内测点的发出的光线沿着底枪内管直线传导到密封光窗，密封光窗选用红外玻璃，使得红外光直接无损地通过密封光窗进入位于底枪后端的光路系统，进入光路系统的红外光首先进入分光镜，分光片选用半反射半透过型，该分光片将大于900nm的红外光反射出去，而透射过900nm以下的红外光。反射的900nm以上的红外光经过全反光镜反射至IOOOnm中心频率的分子滤光片上，通过滤光片的红外线就只剩下中心波长为IOOOnm的红外光线，然后被位于滤光片之后的红外传感器拾取送到前置放大器；另一部分光透过900nm以下的红外光直接射入中心波长为800nm的滤光片上，得到中心波长为800nm的红外光线，被另一个红外传感器拾取后，送到另一路前置放大器中，来实现双光比色的运算。光电传感器转换为电信号，再经过两路的前置放大、滤波、放大倍率调整电路，然后进入A/D转换器转换为数字信号进入微处理器计算温度值，最后由RF无线发射单元发送出去。本实用新型的有益效果本发明采用RF无线传输的方式进行信号传递，炉内得到 红外光直接入分光系统，然后就地转换为电信号，最后经过放大滤波A/D转换进入微处理器计算温度值，并由无线模块发送出去，控制室得到这个温度值再根据吹入气体的含量、流量等条件修正后得到最终的炉内温度。如此，不使用光纤传输温度信号，炉转动、倾炉时的移动不受限制，可靠性高。
图I是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图I所示，本实施例是由冷却单元I、光路系统2、底枪测温单元3组成,冷却单元I是由光路及低吹气体通路11和冷却气体通路12构成，光路及低吹气体通路11与光路系统2相连通，光路及低吹气体通路11具有低吹气体入口 111，底枪测温单元3具有冷却气体入口 31，冷却气体通路12包裹在光路及低吹气体通路11外，冷却气体通路12与测温单元3连通，冷却气体由冷却气体入口 31进入对底枪测温单元3和光路系统2冷却后，从冷却气体通路12流出，光路系统2是由密封光窗21、反光镜22、分光镜23和滤光片24组成，密封光窗21设置在前部,密封光窗21的后部依次设置反光镜22、分光镜23和滤光片24 ;如图I所示，底枪测温单元3是由红外传感器32、控制单元33及RF无线发射单元34组成；电源4向底枪测温单元3供电。本实施例的工作过程是炉内测点的发出的光线沿着底枪内管直线传导到密封光窗21，密封光窗21选用红外玻璃，使得红外光直接无损地通过密封光窗21进入位于底枪后端的光路系统2，进入光路系统2的红外光首先进入分光镜23，分光片选用半反射半透过型，该分光片将大于900nm的红外光反射出去，而透射过900nm以下的红外光。反射的900nm以上的红外光经过全反光镜22反射至IOOOnm中心频率的分子滤光片24上，通过滤光片24的红外线就只剩下中心波长为IOOOnm的红外光线，然后被位于滤光片24之后的红外传感器32拾取送到前置放大器；另一部分光透过900nm以下的红外光直接射入中心波长为800nm的滤光片24上，得到中心波长为SOOnm的红外光线，被另一个红外传感器拾取后，送到另一路前置放大器中，来实现双光比色的运算。光电传感器转换为电信号，再经过两路的前置放大、滤波、放 大倍率调整电路，然后进入A/D转换器转换为数字信号进入微处理器计算温度值，最后由RF无线发射单元34发送出去。
权利要求1.一种基于双光比色的红外AOD炉测温光路系统，其特征在于是由冷却单元(I)、光路系统(2)、底枪测温单元(3)组成，冷却单元⑴是由光路及低吹气体通路(11)和冷却气体通路(12)构成，光路及低吹气体通路(11)与光路系统(2)相连通，光路及低吹气体通路(11)具有低吹气体入口(111)，底枪测温单元(3)具有冷却气体入口(31)，冷却气体通路(12)包裹在光路及低吹气体通路(11)夕卜，冷却气体通路(12)与测温单元(3)连通，冷却气体由冷却气体入口(31)进入对底枪测温单元(3)和光路系统(2)冷却后，从冷却气体通路(12)流出，光路系统(2)是由密封光窗(21)、反光镜(22)、分光镜(23)和滤光片(24)组成，密封光窗(21)设置在前部，密封光窗(21)的后部依次设置反光镜(22)、分光镜(23)和滤光片(24);底枪测温单元(3)是由红外传感器(32)、控制单元(33)及RF无线发射单元(34)组成；电源⑷向底枪测温单元(3)供电。
专利摘要本实用新型公开了一种基于双光比色的红外AOD炉测温光路系统，是由冷却单元、光路系统、底枪测温单元组成，冷却单元是由光路及低吹气体通路和冷却气体通路构成，光路及低吹气体通路与光路系统相连通，光路及低吹气体通路具有低吹气体入口，底枪测温单元具有冷却气体入口，冷却气体通路包裹在光路及低吹气体通路外，冷却气体通路与测温单元连通，冷却气体由冷却气体入口进入对底枪测温单元和光路系统冷却后，从冷却气体通路流出，光路系统是由密封光窗、反光镜、分光镜和滤光片组成；底枪测温单元是由红外传感器、控制单元及RF无线发射单元组成；电源向底枪测温单元供电；本实用新型取消了光纤传导信号的方式，在底枪后部直接加装光路系统进行测量，然后通过无线模块把信号传输出去。
文档编号G01J5/10GK202533179SQ20122012735
公开日2012年11月14日 申请日期2012年3月30日 优先权日2012年3月30日
发明者姚清华, 陈戈华 申请人:长春工业大学