一种一体化焦饼测温仪及其使用方法与流程

本发明涉及测温仪技术领域，尤其涉及一种一体化焦饼测温仪及其使用方法。

背景技术：

焦饼中心温度是反映焦炭均匀成熟程度的重要指标，是焦炉横向加热与高向加热的综合结果，其均匀性是考核焦炉结构与加热制度完善程度的重要依据。将焦饼表面的温度曲线和横排立火道孔对应起来，通过焦饼表面温度数据，可以推算出哪对孔温度偏低或者偏高，可以直接指导立火道调火，也可以通过焦饼表面温度来模拟出横墙温度。

因此焦饼表面温度测量非常重要，目前焦饼表面测温方法有：

1、在出焦过程中，用手持式红外温度计测量焦饼温度；

2、在装煤初期，在装煤孔打入钢管，将热电偶插入钢管中进行测量。

测温点的位置方案：

2.1、在装煤口纵向插管进行测量；

2.2、从炉门侧横向插管。

测量温度点均为机、焦侧装煤口正下方位置的焦饼中心温度。

在机、焦侧炉门的上、中、下3个位置开φ50mm的孔(可根据实际情况更小一些)，选取3根φ30mm左右(小于炉门开孔直径)、长3000mm(根据机、焦侧装煤口的中心位置确定管长)一端开口、一端尖头封闭的无缝钢管，在需要测量的炭化室推焦结束后，安装上已经开孔的炉门。待装煤操作结束后插入无缝钢管，焦饼成熟后在无缝钢管中插入热电偶即可进行焦饼中心温度测量。

3、通过测量靠近炉墙处焦饼侧表面温度来代替焦饼中心温度。

方法1、2存在劳动强度大、操作环境恶劣、代表性较差、难以在线直接测量等缺点。方法3可实现焦饼中心温度的在线自动测量，靠炉墙处焦饼的侧表面温度比中心面温度高20~40，因此可以及时推算焦饼中心温度。

现有的焦饼测温系统的核心部分是分体式红外光纤温度计，由光学系统、耐高温石英光纤、信号处理系统3部分组成，光学系统把焦饼表面的红外光辐射(代表温度)收集起来，通过光纤传递到仪表上去，在仪表系统中再把光辐射强度转化成温度信号。

现有的分体式红外光纤温度计存在的缺点如下：

1、光学镜头+光纤+信号处理的分体式结构，结构复杂，安装维护不方便；

2、采用光纤传输光信号传输到信号处理装置，光纤性脆易断，安装时容易折断；

3、测温仪安装在拦焦车的导焦栅上，导焦栅在导焦时需要伸出和缩回，光纤随之不断弯折，很容易折断；

4、不同的折弯半径光纤传导系数不同且无法校准补偿，影响测量准确度；

5、光纤属于定制产品，需委托定做，周期长，成本高，一旦损坏不能快速恢复生产；

6、分体式结构沿用立火道分体式测温方案，但光学部分安装位置并不是长期高温，利用分体结构将信号处理装置放置远处，意义不大。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种一体化焦饼测温仪及其使用方法，解决了现有温度计存在的缺点。

本发明的技术方案如下：一种一体化焦饼测温仪，包括窥管、光电测温仪和光电测温仪仓室，所述窥管一端穿过导焦栅垂直安装于导焦栅内侧，并且窥管端部与导焦栅内壁平齐，窥管另一端焊接于导焦栅的外壁，所述窥管设置于导焦栅的外壁的一端与光电测温仪仓室连接，其中光电测温仪设置于光电测温仪仓室内部，所述光电测温仪仓室设置有进气管座，进气管座连接吹扫管路，吹扫风从吹扫管路进入光电测温仪仓室，经过光电测温仪，再从光电测温仪仓室进入窥管，将掉入窥管的焦炭颗粒物吹出。

优选的，所述窥管由依次连接的窥焦板、护管和窥管法兰组成，其中窥焦板穿过导焦栅垂直安装于导焦栅内侧，并且窥焦板端面与导焦栅内壁平齐，窥管法兰焊接于导焦栅的外壁，护管的长度大于或者等于导焦栅壁厚。

优选的，所述窥焦板沿轴向开设有锥形孔，锥形孔随着靠近护管的方向孔径逐渐增大。

优选的，所述护管与窥焦板相接处开设有开口，其中开口开设方向竖直向下。

优选的，所述光电测温仪仓室包括仓室法兰、内管、外管、螺钉、连接管、连接板、铸铝盒、定位轴和电缆接头，其中仓室法兰一端面与窥管法兰通过螺钉连接，仓室法兰另一端面与连接管连接，连接管另一端与连接板连接，所述连接板固定于铸铝盒左端面，铸铝盒下端面设置有进气管座和电缆接头，电缆接头外接电缆，所述定位轴同轴套装于连接管内，并且定位轴靠近仓室法兰处与仓室法兰小间隙配合，所述内管小间隙同轴套装于定位轴内，并且内管一端与定位轴齐平，内管另一端伸出定位轴，所述外管一端小间隙同轴套装于定位轴靠近仓室法兰一侧，外管的内径大于内管的外径，所述外管远离连接管的一端与仓室法兰的距离大于内管远离连接管的一端与仓室法兰的距离，内管远离定位轴的一侧同轴套装于外管内，外管远离定位轴的一侧同轴套装于护管内。

优选的，所述铸铝盒包括铸铝盒盒体和铸铝盒盒盖，其中铸铝盒盒体一侧与铸铝盒盒盖一侧通过铰链连接，并且铸铝盒盒体四角与铸铝盒盒盖四角通过螺钉固定。

优选的，所述定位轴为变径中空轴，定位轴一侧内径和外径小，内管小间隙同轴套装于定位轴小内径内，定位轴另一侧内径和外径大，外管一端小间隙同轴套装于定位轴大内径内，定位轴大外径外壁小间隙套装于仓室法兰内，所述定位轴内外径变化处径向开设有径向孔，并且定位轴小外径外壁开设有密封槽，所述密封槽内设有o型圈用于与光电测温密封连接。

优选的，所述光电测温仪设置于铸铝盒内，光电测温仪包括镜筒、电子盒和航空插头，其中镜筒与电子盒左侧连接，航空插头与电子盒下侧连接，所述镜筒同轴套装于连接管内，镜筒的外径小于连接管的内径，并且镜筒端部与定位轴小间隙配合，并且镜筒端部与定位轴之间通过o型圈密封连接，所述航空插头下端插接于电缆接头处。

优选的，一种如上任一项所述的一体化焦饼测温仪的使用方法，包括以下步骤：

步骤1：将窥管一端安装于导焦栅内侧，并且窥管端部与导焦栅内壁平齐，将窥管另一端焊接于导焦栅的外壁；

步骤2：将导焦栅外壁的窥管与光电测温仪仓室一侧连接；

步骤3：将光电测温仪安装于光电测温仪仓室内，并且光电测温仪与光电测温仪仓室内部连接；

步骤4：向光电测温仪仓室输入吹扫风，吹扫风经过光电测温仪，沿光电测温仪仓室进入窥管内，将掉入窥管的焦炭颗粒物吹出。

相对于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本发明公开了一种一体式焦饼测温仪，与市场上现有的分体式焦饼测温仪不同，本发明无光纤部件，安装、使用方便，便于维护，解决了分体式测温仪存在的各种问题，能有效降低安装使用成本，并且测量准确；

（2）本发明将窥管、光电测温仪和光电测温仪仓室连接成一体，将光电测温仪设置于光电测温仪仓室内部，形成双层结构，吹扫风进入光电测温仪仓室内部后，首先进入仓室与光电测温仪接触，由于现场环境温度或高或低，正常温度的吹扫风能够保证光电测温仪始终处于一个正常工作温度范围内，吹扫风从铸铝盒内壁一侧沿光电测温仪外圆切向转动后进入连接管，从而在仓室内停留更长时间，以充分实现热交换，光电测温仪与定位轴为小间隙配合，这样绝大部分吹扫风沿着径向孔进入外管与内管之间的环缝，吹扫风最后从窥管吹出，将掉入窥管的焦炭颗粒物吹出；

（3）本发明定位轴外壁上加工有密封槽，可装入o型圈，当光电测温仪插在定位轴上后，光电测温仪内部与内管内孔连接，这样当吹扫风沿径向孔进入外管与内管之间的环缝中，从环缝吹出的空气，在内管内部区域形成一个微真空，能将存在于内管内部的灰尘等带出，同时避免吹扫风内部含有的水分杂质等粘结在光电测温仪镜头上；

（4）本发明护管与窥焦板之间留一个向下的开口，吹扫气最终从这里流散到大气里，窥管这种结构避免下雨时雨水进入窥管内部，另外最大限度的将光路与外部高粉尘环境隔离开，即使吹扫气短暂时断气，也能保证光电测温仪正常工作；

（5）本发明窥管中窥焦板开设一个向内的锥形开口，避免进入该位置的颗粒物卡死，护管长度大于或者等于导焦栅壁厚，在安装时可以裁切护管并与窥管法兰焊接为一体，从而保证窥管与导焦栅连接稳固，本发明窥管和光电测温仪仓室可在法兰处拆开，长时间使用后，可以将光电测温仪仓室拆下清洗。

附图说明

图1为本发明一种一体化焦饼测温仪的结构示意图；

图2为本发明图1的a-a向剖视图；

图3为本发明一种一体化焦饼测温仪的右视结构示意图；

图4为本发明一种一体化焦饼测温仪的光电测温仪仓室结构示意图。

附图标记说明：

1、窥管，2、光电测温仪，3、光电测温仪仓室；

1-1、窥焦板，1-2、护管，1-3、窥管法兰；

1-1-1、锥形孔；

1-2-1、开口；

2-1、镜筒，2-2、电子盒，2-3、航空插头；

3-1、仓室法兰，3-2、内管，3-3、外管，3-4、螺钉，3-5、连接管，3-6、连接板，3-7、铸铝盒，3-8、定位轴，3-9、进气管座，3-10、电缆接头；

3-7-1、铸铝盒盒体，3-7-2、铸铝盒盒盖；

3-8-1、径向孔，3-8-2、密封槽。

具体实施方式

下面结合附图及实施例描述本发明具体实施方式：

需要说明的是，本说明书所附图中示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

如图1~2所示，本发明公开了一种一体化焦饼测温仪，包括窥管1、光电测温仪2和光电测温仪仓室3，所述窥管1一端穿过导焦栅垂直安装于导焦栅内侧，并且窥管1端部与导焦栅内壁平齐，窥管1另一端焊接于导焦栅的外壁，所述窥管1设置于导焦栅的外壁的一端与光电测温仪仓室3连接，其中光电测温仪2设置于光电测温仪仓室3内部，所述光电测温仪仓室3设置有进气管座3-9，进气管座3-9连接吹扫管路，吹扫风从吹扫管路进入光电测温仪仓室3，经过光电测温仪2，再从光电测温仪仓室3进入窥管1，将掉入窥管1的焦炭颗粒物吹出。

所述光电测温仪仓室3与窥管1采用法兰连接，可以采用其他方式实现。

实施例2

如图2所示，优选的，所述窥管1由依次连接的窥焦板1-1、护管1-2和窥管法兰1-3组成，其中窥焦板1-1穿过导焦栅垂直安装于导焦栅内侧，并且窥焦板1-1端面与导焦栅内壁平齐，窥管法兰1-3焊接于导焦栅的外壁，护管1-2的长度大于或者等于导焦栅壁厚。

所述窥管法兰1-3是单独配件，在现场进行配焊，焊接位置是导焦栅的外壁，护管1-2的长度足够长，在现场根据导焦栅壁厚对护管1-2进行裁断，然后将窥管1与导焦栅焊为一体。

如图2所示，优选的，所述窥焦板1-1沿轴向开设有锥形孔1-1-1，锥形孔1-1-1随着靠近护管1-2的方向孔径逐渐增大。

所述窥焦板1-1上开有一个锥形孔1-1-1，窥焦板1-1由耐磨材料制成，其安装在导焦栅内侧并与导焦栅内壁平齐，工作时焦炭沿导焦栅内壁滑动通过，因此这个锥形孔1-1-1在焦炭通过时发出的能量与焦炭温度相关。

如图2所示，优选的，所述护管1-2与窥焦板1-1相接处开设有开口1-2-1，其中开口1-2-1开设方向竖直向下。

所述护管1-2可以取消或用其它形状的管子替代。

焦炭运动方向与窥管1中心是垂直的，但难免部分小颗粒在挤压力作用下会从锥形孔1-1-1向护管1-2方向溢出，锥形孔1-1-1对着护管1-2方向孔径更大，这样溢出的焦炭颗粒就不会卡死，而是在重力作用下向下跌落，护管1-2与窥焦板1-1相接处的向下方向留有开口1-2-1，这样溢出的焦炭颗粒就从这个开口掉落在窥管1外面，从而保证了测量通路的畅通。

所述开口1-2-1尺寸可以根据条件设计不同的尺寸。

吹扫风从窥管法兰1-3一端的护管1-2口部进入，沿护管1-2向前并从开口1-2-1向下吹出，将锥形孔1-1-1溢出的烟尘等从开口1-2-1带到测温空间外面。

实施例3

如图2~4所示，优选的，所述光电测温仪仓室3包括仓室法兰3-1、内管3-2、外管3-3、螺钉3-4、连接管3-5、连接板3-6、铸铝盒3-7、定位轴3-8和电缆接头3-10，其中仓室法兰3-1一端面与窥管法兰1-3通过螺钉3-4连接，仓室法兰3-1另一端面与连接管3-5连接，连接管3-5另一端与连接板3-6连接，所述连接板3-6固定于铸铝盒3-7左端面，铸铝盒3-7下端面设置有进气管座3-9和电缆接头3-10，电缆接头3-10外接电缆，所述定位轴3-8同轴套装于连接管3-5内，并且定位轴3-8靠近仓室法兰3-1处与仓室法兰3-1小间隙配合，所述内管3-2小间隙同轴套装于定位轴3-8内，并且内管3-2一端与定位轴3-8齐平，内管3-2另一端伸出定位轴3-8，所述外管3-3一端小间隙同轴套装于定位轴3-8靠近仓室法兰3-1一侧，外管3-3的内径大于内管3-2的外径，所述外管3-3远离连接管3-5的一端与仓室法兰3-1的距离大于内管3-2远离连接管3-5的一端与仓室法兰3-1的距离，内管3-2远离定位轴3-8的一侧同轴套装于外管3-3内，外管3-3远离定位轴3-8的一侧同轴套装于护管1-2内。

工作时吹扫风由进气管座3-9进入铸铝盒3-7，沿着连接管3-5与光电测温仪2之间的缝隙向左运动，定位轴3-8沿周向开有径向孔3-8-1，吹扫气沿周向径向孔3-8-1进入内管3-2和外管3-3之间的环缝并最终向左吹出。

实施例4

如图3所示，优选的，所述铸铝盒3-7包括铸铝盒盒体3-7-1和铸铝盒盒盖3-7-2，其中铸铝盒盒体3-7-1一侧与铸铝盒盒盖3-7-2一侧通过铰链连接，并且铸铝盒盒体3-7-1四角与铸铝盒盒盖3-7-2四角通过螺钉固定。

铸铝盒3-7分为两个部分，铸铝盒盒体3-7-1和铸铝盒盒盖3-7-2一边装有铰链，这样维护时，将铸铝盒盒盖3-7-2上的四只螺钉与铸铝盒盒体3-7-1脱开后，铸铝盒盒盖3-7-2可以转动到一边，四只螺钉为不脱出螺钉，始终与铸铝盒盒盖3-7-2是连接在一体的，这样在高空操作时，就不会有零件丢失或掉落。

当需要维修光电测温仪2时，可打开铸铝盒3-7的铸铝盒盒盖3-7-2，光电测温仪2可直接拔出，以方便维护。

可在光电测温仪2与铸铝盒3-7的铸铝盒盒盖3-7-2之间设置弹性零件，这样当光电测温仪2插在定位轴3-8上，合上铸铝盒盒盖3-7-2并拧紧螺钉后，光电测温仪2就会牢固定位，不受外部振动影响。

所述铸铝盒3-7上的进气管座3-9位于铸铝盒3-7的左下位置，可以根据需要从其他部位进气。

所述铸铝盒3-7方形的，也可以是其它形状，材料也可以采用其他材料实现。

所述进气管座3-9有一个，也可以有两个进气管座3-9形成两路吹扫风，一路用于光电测温仪冷却，一路用于吹扫。

如图4所示，优选的，所述定位轴3-8为变径中空轴，定位轴3-8一侧内径和外径小，内管3-2小间隙同轴套装于定位轴3-8小内径内，定位轴3-8另一侧内径和外径大，外管3-3一端小间隙同轴套装于定位轴3-8大内径内，定位轴3-8大外径外壁小间隙套装于仓室法兰3-1内，所述定位轴3-8内外径变化处径向开设有径向孔3-8-1，并且定位轴3-8小外径外壁开设有密封槽3-8-2，所述密封槽3-8-2内设有o型圈用于与光电测温仪2密封连接。

所述定位轴3-8开有径向孔3-8-1，将内管3-2和外管3-3形成的环形缝与外管3-3与光电测温仪2形成的环形缝联通。

实施例5

如图2所示，优选的，所述光电测温仪2设置于铸铝盒3-7内，光电测温仪2包括镜筒2-1、电子盒2-2和航空插头2-3，其中镜筒2-1与电子盒2-2左侧连接，航空插头2-3与电子盒2-2下侧连接，所述镜筒2-1同轴套装于连接管3-5内，镜筒2-1的外径小于连接管3-5的内径，并且镜筒2-1端部与定位轴3-8小间隙配合，并且镜筒2-1端部与定位轴3-8之间通过o型圈密封连接，所述航空插头2-3下端插接于电缆接头3-10处。

因为o型圈密封的存在，吹扫风不会进入内管3-2内部，避免风吹向镜头。

所述光电测温仪2本身带有航空插头2-3，电缆由铸铝盒3-7上安装的电缆接头3-10伸出，电缆接头3-10可牢固夹紧电缆，起到防水防尘作用。

所述光电测温仪2为rs485型光电测温计，也可以是二线制型光电测温仪，另外可采用其他类似一体式测温仪。

所述光电测温仪采用配合形式安装，也可以根据光电测温仪安装不同采用相应的安装方式，比如可以用螺钉固定在铸铝盒3-7内。

所述光电测温仪镜头与测温点位置是直通的，空气可以流动，也可以在测温点与镜头之间安装玻璃窗，从而将测温仪与外部空间完全隔开。

优选的，光电测温仪2与光电测温仪仓室3的定位轴3-8插拔式连接，当盒盖通过4个螺钉与盒子拧紧后，粘接在盒盖内侧的弹性垫将光电测温仪压紧，避免晃动

优选的，光电测温仪布置在仓室盒子3-7的一侧，从而航空插头可以方便的插拔

优选的，航空插头后部带有的线缆与通过电缆接头夹紧在仓室3上，防尘防水

实施例6

优选的，一种如上任一项所述的一体化焦饼测温仪的使用方法，包括以下步骤：

步骤1：将窥管1一端安装于导焦栅内侧，并且窥管1端部与导焦栅内壁平齐，将窥管1另一端焊接于导焦栅的外壁；

步骤2：将导焦栅外壁的窥管1与光电测温仪仓室3一侧连接；

步骤3：将光电测温仪2安装于光电测温仪仓室3内，并且光电测温仪2与光电测温仪仓室3内部连接；

步骤4：向光电测温仪仓室3输入吹扫风，吹扫风经过光电测温仪2，沿光电测温仪仓室3进入窥管1内，将掉入窥管1的焦炭颗粒物吹出。

本发明工作原理如下：

本发明依照一体化的设计思路，将窥管1一侧的窥焦板1-1穿过导焦栅垂直安装于导焦栅内侧，并且窥焦板1-1端面与导焦栅内壁平齐，窥管法兰1-3焊接于导焦栅的外壁，工作时焦炭沿导焦栅内壁滑动通过，因此这个锥形孔1-1-1在焦炭通过时发出的能量与焦炭温度相关，窥管法兰1-3另一端连接仓室法兰3-1，使外管3-3同轴套装于护管1-2内，内管3-2同轴套装于外管3-3内，内管3-2另一端与光电测温仪2连接，通过光电测温仪2直接将焦饼发出的能量转换为焦饼温度，并与外部通过电缆连接，通过进气管座3-9输入吹扫风，吹扫风进入光电测温仪仓室2内部后，首先进入仓室与光电测温仪2接触，保证光电测温仪2始终处于一个正常工作温度范围内，吹扫风从铸铝盒3-7内壁一侧沿光电测温仪2外圆切向转动后进入连接管3-5，从而在仓室内停留更长时间，以充分实现热交换，光电测温仪2与定位轴3-8为小间隙配合，这样绝大部分吹扫风沿着径向孔3-8-1进入外管3-3与内管3-2之间的环缝，将会在内管3-2内形成微负压，避免吹扫风内部含有的水分杂质等粘结在光电测温仪镜头上，接着吹扫风顺着外管3-3内壁进入护管1-2内，将锥形孔1-1-1溢出的烟尘等从开口1-2-1带到测温空间外面。

本发明公开了一种一体式焦饼测温仪，与市场上现有的分体式焦饼测温仪不同，本发明无光纤部件，安装、使用方便，便于维护，解决了分体式测温仪存在的各种问题，能有效降低安装使用成本，并且测量准确。

本发明将窥管、光电测温仪和光电测温仪仓室连接成一体，将光电测温仪设置于光电测温仪仓室内部，形成双层结构，吹扫风进入光电测温仪仓室内部后，首先进入仓室与光电测温仪接触，由于现场环境温度或高或低，正常温度的吹扫风能够保证光电测温仪始终处于一个正常工作温度范围内，吹扫风从铸铝盒内壁一侧沿光电测温仪外圆切向转动后进入连接管，从而在仓室内停留更长时间，以充分实现热交换，光电测温仪与定位轴为小间隙配合，这样绝大部分吹扫风沿着径向孔进入外管与内管之间的环缝，吹扫风最后从窥管吹出，将掉入窥管的焦炭颗粒物吹出。

本发明定位轴外壁上加工有密封槽，可装入o型圈，当光电测温仪插在定位轴上后，光电测温仪内部与内管内孔连接，这样当吹扫风沿径向孔进入外管与内管之间的环缝中，从环缝吹出的空气，在内管内部区域形成一个微真空，能将存在于内管内部的灰尘等带出，同时避免吹扫风内部含有的水分杂质等粘结在光电测温仪镜头上。

本发明护管与窥焦板之间留一个向下的开口，吹扫气最终从这里流散到大气里，窥管这种结构避免下雨时雨水进入窥管内部，另外最大限度的将光路与外部高粉尘环境隔离开，即使吹扫气短暂时断气，也能保证光电测温仪正常工作。

本发明窥管中窥焦板开设一个向内的锥形开口，避免进入该位置的颗粒物卡死，护管长度大于或者等于导焦栅壁厚，在安装时可以裁切护管并与窥管法兰焊接为一体，从而保证窥管与导焦栅连接稳固，本发明窥管和光电测温仪仓室可在法兰处拆开，长时间使用后，可以将光电测温仪仓室拆下清洗上面结合附图对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。