一种点火炉炉顶CO检测装置及检测方法与流程

本发明涉及点火炉技术领域，尤其涉及一种点火炉炉顶CO检测装置及检测方法，更具体为一种动态巡逻式点火炉炉顶CO检测装置及检测方法。

背景技术：

在现代烧结工艺过程中，点火炉被用来向混合料表面提供高温带状火焰，使其中的固体燃料着火燃烧，并使表层混合料在点火炉高温烟气与固体燃料燃烧放热作用下烧结，同时通过抽风机抽风提供充分的氧量将表层所积蓄的热量传递至下一层混合料，促使下一层的固体燃料继续燃烧从而使得烧结过程迅速向下进行进而完成烧结工艺。

请参见图1和图2，点火炉三排烧嘴(两排点火烧嘴11、一排保温烧嘴12)的煤气、空气手动阀门均在炉顶，故点火炉炉顶1是生产操作工经常徘徊的岗位。但由于点火炉的特殊性质，其炉膛中充斥着各类有毒气体，极易外溢至炉顶。故为了保证操作工的人身安全，一般在点火炉炉顶1要设置CO检测仪2，对生产时炉顶的CO浓度情况进行实时监测，一旦超出安全值则第一时间发出报警信号。

现有技术下点火炉炉顶CO监测技术如图1与图2所示：在点火炉炉顶1上四个角落，任选其一安装设置CO检测仪2，并将CO检测仪2通过信号电缆、动力电缆等与中控室相连，生产时CO检测仪2将实时监测炉顶的CO浓度情况，一旦超出设定的安全值(80PPM)则会鸣响报警喇叭并向中控室发送报警信号，通告操作工们远离点火炉炉顶1。该方案中存在的问题是：

首先，监测范围小：见图1与图2所示，现有技术下点火炉炉顶CO监测方法为固定法：即在点火炉炉顶1的四个角选一个设置CO检测仪 2，在生产中收集CO浓度信号。这种方法只能监测炉顶很小一部分面积的CO浓度值，监测范围非常小，无法反应出真实的炉顶CO浓度情况，从而对操作工的人身安全带来很大的隐患，降低点火炉安全系数。如果在点火炉炉顶1四个角落均设置CO检测仪2，则又会造成成果过于高昂，且会大幅减少炉顶操作空间。

其次，占用炉顶操作空间：炉顶CO检测仪2需要与信号电缆、动力电缆相连接才能正常运作，而包括信号电缆和动力电缆在内的电缆3需要外套钢管，这样就会形成本来就有限的炉顶操作空间更加狭小，且操作工在操作点火炉时，极易被电缆3的外套钢管绊倒形成生产事故。

最后，无法预判漏气点位置：现有技术下未对点火炉各烧嘴与CO检测仪2之间的距离进行物理建模，从而当CO检测仪2检测到漏气发生时，系统无法预判出漏气点位置，也无法给出参考性的修复建议，这样就导致操作工不得不拿着便携式检测仪一个个漏气点位置去测试，既繁琐又加大了劳动强度。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是：提供一种动态巡逻式点火炉炉顶CO检测装置及检测方法，解决现有点火炉炉顶CO检测装置存在的监测范围小和无法判断漏气点位置的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种点火炉炉顶CO检测装置，包括闭合线路、驱动单元、CO无线检测仪、定位器和控制器；所述闭合线路分布于点火炉炉顶的上方，且在所述驱动单元驱动下循环移动；所述CO无线检测仪安装在所述闭合线路上随所述闭合线路一起移动，并将测得的CO浓度值发送给所述控制器；所述定位器用于跟踪所述CO无线检测仪的位置，并将所述CO无线检测仪的位置信 息发送给所述控制器；所述控制器在所述CO浓度值与所述位置信息之间建立映射关系，得到各个位置的CO浓度值。

优选地，所述控制器还包括判断模块和报警模块，所述判断模块用于将所述CO浓度值和设定的安全阀值进行比较，并将判断结果发送给所述报警模块；当所述CO浓度值超过所述安全阀值时，所述报警模块发出报警信号。

优选地，所述闭合线路为闭合的链条，所述驱动单元包括主动链轮和从动链轮。

优选地，所述CO无线检测仪吊挂在所述链条的下方；所述主动链轮和从动链轮均水平设置在所述链条的各个拐角处。

优选地，所述驱动单元还包括第一支撑杆、第二支撑杆和电机；所述第一支撑杆和第二支撑杆均与所述点火炉炉顶垂直；所述第一支撑杆的顶端和所述主动链轮固定连接，底端和所述电机连接并在所述电机驱动下带动所述主动链轮转动，且所述电机固定在所述点火炉炉顶旁的地面上；所述第二支撑杆的顶端和所述从动链轮连接，底端固定在所述点火炉炉顶旁的地面上。

优选地，所述闭合线路呈矩形，且和所述点火炉炉顶相对应；所述主动链轮的数量为1～3，所述从动链轮的数量为1～3个，且所述主动链轮和从动链轮分别分布在所述闭合线路的四个顶角位置。

优选地，所述定位器为限位开关，当所述CO无线检测仪经过设定位置时接通所述限位开关，且所述限位开关将触发信号发送给所述控制器，所述控制器根据接收所述触发信号的时间以及所述闭合线路移动的速度计算所述CO无线检测仪的位置。

优选地，所述CO无线检测仪的数量为多个，且沿着所述闭合线路均匀分布。

本发明还提供一种点火炉炉顶CO检测方法，包括以下步骤：

S1、在点火炉炉顶分布闭合线路，并将CO无线检测仪安装在闭 合线路上；

S2、驱动闭合线路运动，并带动CO无线检测仪依次经过点火炉炉顶的各个位置；

S3、当CO无线检测仪检测到CO浓度值超标时，停止运行闭合线路并锁定CO漏气范围。

本发明还提供一种点火炉炉顶CO检测方法，包括以下步骤：

S1、在点火炉炉顶分布闭合线路，并将CO无线检测仪安装在闭合线路上；

S2、驱动闭合线路运动，并带动CO无线检测仪依次经过点火炉炉顶的各个位置；

S3、当CO无线检测仪检测到CO浓度值超标时，继续运行闭合线路，直到CO浓度值开始降低，并得到CO浓度值开始降低的位置就是CO漏气的位置。

(三)有益效果

本发明的技术方案存在以下有益效果：本发明的点火炉炉顶CO检测装置，包括闭合线路、驱动单元、CO无线检测仪、定位器和控制器；所述闭合线路分布于点火炉炉顶的上方，且在所述驱动单元驱动下循环移动；所述CO无线检测仪安装在所述闭合线路上随所述闭合线路一起移动，并将测得的CO浓度值发送给所述控制器；所述定位器用于跟踪所述CO无线检测仪的位置，并将所述CO无线检测仪的位置信息发送给所述控制器；所述控制器在所述CO浓度值与所述位置信息之间建立映射关系，得到各个位置的CO浓度值。该方案中，CO无线检测仪实时在点火炉炉顶上做着不间断的循环移动，所以监测范围可覆盖至整个点火炉炉顶，点火炉炉顶上任意一处阀门漏气都会被CO检测仪捕捉到，从而大幅提高生产的安全系数。此外，该方案可以根据各个位置的CO浓度值分析出漏气点的大致位置范围，这样就大幅缩小了操作工的检修范围，既可节 约时间又可提高工作效率，且能减少劳动强度。

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，下面描述中的附图仅仅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是现有技术的点火炉炉顶上CO检测仪的安装正视示意图；

图2是现有技术的点火炉炉顶上CO检测仪的安装俯视示意图；

图3是实施例一的点火炉炉顶CO检测装置的分布正视示意图；

图4是实施例一的点火炉炉顶CO检测装置的分布俯视示意图；

图5是实施例二的点火炉炉顶CO检测装置的分布俯视示意图；

图6是本申请的点火炉炉顶CO检测装置的工作原理流程图；

图中：1、点火炉炉顶；11、点火烧嘴；12、保温烧嘴；2、CO检测仪；3、电缆；4、吊杆；5、链条；6、从动链轮；7、主动链轮；8、电机；9、限位开关；10、无线信号接收箱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定， 术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本申请的点火炉炉顶CO检测装置，包括闭合线路、驱动单元、CO无线检测仪、定位器和控制器。其中，闭合线路分布于点火炉炉顶的上方，且在所述驱动单元驱动下循环移动。CO无线检测仪安装在所述闭合线路上随所述闭合线路一起移动，并将测得的CO浓度值发送给所述控制器。其中，优选但是不必须闭合线路在驱动单元的驱动下匀速移动，从而带动CO无线检测仪匀速运动。定位器用于跟踪所述CO无线检测仪的位置，并将所述CO无线检测仪的位置信息发送给所述控制器。所述控制器在所述CO浓度值与所述位置信息之间建立映射关系，得到各个位置的CO浓度值。

该方案中，CO无线检测仪实时在点火炉炉顶上做着不间断的循环移动，所以监测范围可覆盖至整个点火炉炉顶，点火炉炉顶上任意一处阀门漏气都会被CO无线检测仪捕捉到，从而大幅提高生产的安全系数。此外，该方案可以根据各个位置的CO浓度值分析出漏气点的大致位置范围，这样就大幅缩小了操作工的检修范围，既可节约时间又可提高工作效率，且能减少劳动强度。

在上述基础上，通过合理设置闭合线路的高度，可以解决CO检测仪占用平台操作空间的问题。

下面结合具体实施例对本申请进行说明。

实施例一

本实施例一的点火炉炉顶CO检测装置，请参见图3，闭合线路位于点火炉炉顶1上方。CO检测仪2安装在闭合线路的下方，并且闭合线路带动CO检测仪在点火炉炉顶1上循环移动。显然，由于CO检测仪2要随着闭合线路运动，因此CO检测仪2为CO无线检测仪，进而电 缆及电缆套管均可省去，在节省炉顶空间的同时也降低了操作工因可能绊到电缆套管而摔跤的隐患。

当CO无线检测仪吊挂在闭合线路下方时，CO无线检测仪距离点火炉炉顶1较近，从而可以对点火炉炉顶1上各个位置的CO浓度进行准确的监测。其中，优选但是不必须如图3中所示采用吊杆4将CO无线检测仪吊挂在闭合线路的下方。

显然，闭合线路的分布应当尽量保证CO无线检测仪可以运动到点火炉炉顶1各个位置的上方，从而对整个点火炉炉顶1上的CO浓度值进行实时监测。在上述基础上，闭合路线的设置可以设置成“S”型、梯形、圆形和回形等。

请参见图4，本实施例一中，闭合线路呈矩形，并且闭合线路采用链条5的形式。其中，在矩形回路的一个顶角位置设置主动链轮7，在其它三个顶角位置设置从动链轮6，且所述主动链轮7和从动链轮6均水平设置在所述链条5的各个拐角处。其中，“主动链轮7和从动链轮6均水平设置在所述链条5的各个拐角处”指的是主动轮和从动轮设置在矩形回路内侧的情况。并且，“水平设置”指代的是主动链轮7和从动链轮6的中心轴线位于竖直方向的情况，也即主动链轮7和从动链轮6所在的平面和点火炉炉顶1平行。此外，主动链轮7和从动链轮6的设置除了驱动链条5的运动外，还可以对链条5的走向起到一定的引导和限制作用。

需要说明的是，只要能够带动CO无线检测仪沿着闭合线路循环运动，那么闭合线路并不一定要采用链条5的形式，此处的闭合线路也可以采用皮带、钢索、绳缆等形式。与之对应地，驱动单元也不一定采用链轮的形式。其中，采用绳缆时，对应的驱动单元可以选择滑轮，且该种情况下可以降低制造成本。并且需要说明的是，闭合线路也可以是轨道形式，但是轨道形式的结构复杂，且成本较高。

此外，主动链轮7和从动链轮6的数量均不受附图的限制。例如， 每个顶角位置可以角对称的设置多个从动轮或者主动轮，并且在矩形回路的边长位置同样可以设置主动链轮7和从动链轮6。

值得一提的是，在闭合线路采用链条5的形式且驱动单元采用链轮的形式的情况下，链轮的分布不一定要如图4中所示水平设置。具体地，链轮包括主动链轮7和从动链轮6，并且，主动链轮7和从动链轮6均竖直设置。此时，主动链轮7和从动链轮6设置在链条5的下方。而为了避免主动链轮7、从动链轮6与CO无线检测仪之间的干涉，此时需要将CO无线检测仪安装在闭合路线的上方。

在上述基础上，为了安装主动链轮7和从动链轮6，请参见图3，驱动单元还包括第一支撑杆、第二支撑杆和电机8。第一支撑杆和第二支撑杆均与点火炉炉顶1垂直。其中，第一支撑杆的顶端和主动链轮7固定连接，底端和电机8连接并在所述电机8驱动下带动所述主动链轮7转动，且电机8固定在所述点火炉炉顶1旁边的地面上；所述第二支撑杆的顶端和所述从动链轮6连接，底端固定在所述点火炉炉顶1旁边的地面上。由于第一支撑杆和第二支撑杆均固定在点火炉炉顶1旁边的地面上，从而节约了炉顶空间。

启动电机8，从而主动链轮7在电机8的驱动下转动，并带动链条5沿着闭合线路运动。链条5运动过程中，带动从动链轮6转动。为了保证从动链轮6的转动，其中可以使得从动链轮6和第二支撑杆之间连接，从而使得从动链轮6相对第二支撑杆转动。当然，还可以使得从动链轮6和第二支撑杆之间固定连接，而第二支撑杆和点火炉炉顶1之间连接，从而使得从动链轮6和第二支撑杆一起相对点火炉炉顶1转动。

在上述基础上，随着CO无线检测仪的运动，其可以对当前区域的CO的浓度进行检测，并将检测结果发送给控制器。

本实施例中，优选但是不必须在点火炉炉顶1上还设置有无线信号接收箱10，请进一步参见3至图4。CO无线检测仪和控制器之间 通过所述无线信号接收箱10信号连接。从而，检测结果通过所述无线信号接收箱10信号发送给控制器。具体地，CO无线检测仪在移动的同时持续释放无线信号，被点火炉炉顶1上的无线信号接收箱10接收。无线信号接收箱10和控制器之间既可以通过缆线连接，还可以通过无线信号连接。

在上述基础上，为了对各个位置的检测结果进行区分，本实施例一的点火炉炉顶CO检测装置还包括定位器，用于对跟踪所述CO无线检测仪的实时位置，并将所述CO无线检测仪的位置信息发送给所述控制器。控制器在所述CO浓度值与所述位置信息之间建立映射关系，得到各个位置的CO浓度值。

实施例二

和实施例一不同之处在于，本实施例二的闭合路线呈菱形，从而闭合路线带动CO无线检测仪沿着菱形回路循环运动，请参见图5。

在此基础上，本实施例二中的主动链轮7的数量为一个，从动链轮6的数量为三个，且分布在菱形的四个顶角位置。

上述实施例中，定位器可以采用限位开关9的形式。具体地，当所述CO无线检测仪经过设定位置时接通所述限位开关9，且所述限位开关9将触发信号发送给所述控制器，所述控制器根据接收所述触发信号的时间以及所述闭合线路移动的速度计算所述CO无线检测仪的实时位置。

请进一步参见图5，当CO检测仪2经过限位开关9上方时，CO检测仪2按压限位开关9使得限位开关9闭合。此时，限位开关9向控制器发送复位信号，通知控制器当前CO检测仪2处于限位开关9附近，并通知控制器将运转时间自动归零。在上述基础上，控制器通过闭合路线的移动速度v，以及CO检测仪2经过限位开关9之后的时间t，计算闭合路线的移动距离并判断出CO检测仪2的实时位置。

显然，定位器还可以采用现有技术中公开的任意的形式，只要可 以实现对CO无线检测仪位置的跟踪即可。

此外，上述实施例中的CO无线检测仪的数量可以为多个，且沿着所述闭合线路均匀分布。从而保证一个闭合回路运转周期中，各个位置上CO浓度均可得到有效的监测。

值得一提的是，上述实施例中，控制器还可以包括判断模块和报警模块。其中，所述判断模块用于将所述CO浓度值和设定的安全阀值进行比较，并将判断结果发送给所述报警模块；当所述CO浓度值超过所述安全阀值时，所述报警模块发出报警信号。

其中，当报警模块发出报警信号时，可以通过控制器发出信号以控制驱动单元停止运转，从而使得CO无线检测仪停止在当前位置，并便于操作工确定检修范围。

当然，当报警模块发出报警信号时，也可以使得驱动单元保持运转，从而CO无线检测仪可以对附近一个区域的CO浓度值进行检测，并通过对各个点CO浓度值进行对比判断出CO泄露点。具体地，当报警模块报警时，说明CO无线检测仪当前可以覆盖的一个区域中某一点存在CO泄露。此时，CO无线检测仪继续运动，如果CO浓度值越来越高，则说明泄漏点在后面的位置；反之，如果CO浓度值越来越低，则说明泄漏点在之前CO无线检测仪经过的位置。

上述实施例的点火炉炉顶CO检测装置，当其包括报警模块时，其工作原理请参见图6，包括以下步骤：

S1、CO无线检测仪随着闭合线路循环运动，当检测到CO浓度值高于设定值，发出报警信号；

S2、记录发出报警信号时和CO无线检测仪经过限位开关时之间经过的时间t，以及闭合线路的运行速度v；

S3、根据S2中的t和v计算出CO无线检测仪当前的位置；

S4、根据CO无线检测仪当前位置预判漏气点大致位置；

S5、给出参考性诊断结果与修复建议；

S6、操作工给出已修复指令。

其中需要说明的是，S3中要通过t和v计算出CO无线检测仪当前的位置，显然优选v是恒定不变的，当然v按照一定的规律进行变化同样可以满足CO无线检测仪位置求取的要求。

本申请还提供一种点火炉炉顶CO检测方法，包括以下步骤：

S1、在点火炉炉顶分布闭合线路，并将CO无线检测仪安装在闭合线路上；

S2、驱动闭合线路运动，并带动CO无线检测仪依次经过点火炉炉顶的各个位置；

S3、当CO无线检测仪检测到CO浓度值超标时，停止运行闭合线路并锁定CO漏气范围。

S3中，CO无线检测仪位置确定可以远程进行，例如采用定位器根据得到CO无线检测仪的位置并发送给控制器。当然，也可以现场直观获取CO无线检测仪的位置。

本申请还提供一种点火炉炉顶CO检测方法，包括以下步骤：

S1、在点火炉炉顶分布闭合线路，并将CO无线检测仪安装在闭合线路上；

S2、驱动闭合线路运动，并带动CO无线检测仪依次经过点火炉炉顶的各个位置；

S3、当CO无线检测仪检测到CO浓度值超标时，继续运行闭合线路，直到CO浓度值开始降低，并得到CO浓度值开始降低的位置就是CO漏气的位置。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。