一种便于炉内温度巡检的高温目标面温度测量仪的制作方法

1.本发明涉及温度测量仪领域，特别涉及一种便于炉内温度巡检的高温目标面温度测量仪。


背景技术：

2.石油化工行业管式加热炉是石油石化和化工生产中重要和关键的能量转换设备，运行环境恶劣、温度高、且易燃易爆，一般的温度检测工具无法运用，对加热炉炉管的温度监测目前还是依靠工作人员定期通过观测孔用测温枪对着炉管进行测定，由此存在以下几个问题：1) 被测量点（区域数量有限，不能全面反应炉管温度的实际分布，致使难以掌控全炉膛炉管的实际运行情况，燃烧控制也很难达到最佳效果；2) 一旦在人工检测盲区发生由于炉管扑火、内部结焦等引起的局部严重超温，并不能及时发现，致使存在极大的安全隐患，情况严重时甚至会烧通炉管，导致炉内失火，危及工作人员的生命及财产安全；3) 不能实现对炉管的运行温度历史进行全面而准确的记录和分析，无法判断炉管内部结焦状况，确定烧焦周期，且对炉管的残余使用寿命也难以进行预测。
3.专利cn201710619743.0 公开了一种基于红外测温仪的炉管温度连续测量装置，其特点是将红外测温仪固定在与裂解炉口排列方向平行的轨道支撑架上，支撑架沿轨道移动，循环测量炉管温度。与传统人工测温方法相比减轻了现场操作工人的劳动强度，并消除人工观测导致的漏测、误测及测点不重复导致的测量误差。不足之处是仍然是红外测温仪点式测量，存在大量测量盲区，温度数据不具有代表性。
4.专利cn201210449296.6和cn201711042179.7公开了一种炉膛工件测温装置及方法，其特点是利用红外热像仪安装在工业炉上采集工件辐射信号，利用测温主机计算工件温度。主要缺点和不足之处是红外热像仪由于温度漂移影响严重，适用于常温环境下温差鉴别，不适于高温测量或在线测量。另外，由于管式加热炉的高产量、大空间尺寸、多燃烧器配置的大型化趋势，每台炉要安装多台测温设备才能有效覆盖需要温度监测的重点区域，使用在线设备导致巨大的投资成本。
5.为此，我们提出一种便于炉内温度巡检的高温目标面温度测量仪。


技术实现要素：

6.本发明的主要目的在于提供一种便于炉内温度巡检的高温目标面温度测量仪，本发明提出一种便于炉内温度巡检的高温目标面温度测量仪，利用高灵敏度短波红外面阵探测器实现测量范围300~1800℃的全覆盖，广角长镜头可深入炉膛内部，实时输出面温度分布，确定热点位置、形态，可以有效解决点式红外测温仪测量点有限，存在大量测量盲区的缺陷和高温辐射灼伤人眼的问题；还可以有效解决红外热像仪由于温度漂移严重无法精确在线测量的问题，还可以有效解决红外热像仪远红外波段探测器及光学系统设计加工昂贵、投资成本过大的问题。
7.为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种便于炉内温度巡检的高温目标面温度测量仪，包括双层防护筒和光学系统，所述光学系统处于两个双层防护筒之间，所述光学系统的一侧安装有倒像延长镜杆，两个所述双层防护筒的前端安装有防护件，设有的双层防护筒能够起到保温的作用。
8.本发明的进一步改进在于，所述防护件的一端设有两个弯口，两个所述弯口之间有间隙，所述防护件的另一端安装有成像物镜，所述成像物镜通过螺丝与倒像延长镜杆进行连接，采用长光学镜头设计，增大视场范围。
9.本发明的进一步改进在于，所述防护件的另一端分别通过第一防护件和第二防护件的两种弯口形式构成，所述第一防护件的顶部和底部安装有两个位置相互对称的弯口，所述间隙处于两个弯口的中部，所述第二防护件的顶部安装有过延长的弯口，所述第二防护件的底部安装有较短的弯口，所述第二防护件的间隙处于第二防护件的底部，前端成像物镜与防护结构设计成一体式结构，与后端倒像延长镜杆用螺丝固定，可以根据应用现象随机更换，当采用第一防护件时和第二防护件时能够采集到不同角度的输出面温度。
10.本发明的进一步改进在于，所述延长镜杆的一侧安装有倒像延长镜组，所述倒像延长镜组内部镜间隔安装，所述倒像延长镜的另一端和两个双层防护筒之间齐平。
11.本发明的进一步改进在于，所述双层防护筒的另一侧安装有防护板，所述防护板的厚度和面积能够有效的阻挡高温观测受到的辐射。
12.本发明的进一步改进在于，所述防护板一侧的光学系统安装有窄带宽滤光片，所述窄带宽滤光片的另一侧安装哟聚焦透镜，所述聚焦透镜的另一侧安装有探测器。
13.本发明的进一步改进在于，所述双层防护筒和防护板的连接处开设有冷却气源接口，可以在高温小短暂使用，也可以接冷却气源长时在线应用。
14.本发明的进一步改进在于，所述双层防护筒内壁与光学系统之间设有通气孔，冷却气通过通气孔进入双层防护筒，由气孔进入光学系统空间冷却光学系统后排出，冷却探测器和电器模块。
15.本发明的进一步改进在于，所述探测器分别连接有电源模块和采集处理模块，所述电源模块和采集处理模块还连接有输出显示模块，所述采集处理模块中嵌入多量程大测量范围的温度校准模型。
16.与现有技术相比，本发明提出一种便于炉内温度巡检的高温目标面温度测量仪，利用高灵敏度短波红外面阵探测器，在采集处理模块中嵌入多量程大测量范围的温度校准模型，实现测量范围从中低温到高温的全覆盖。
17.与现有技术相比，本发明采用第一防护件和第二防护件能够实现直视、俯视广角长镜头设计，可深入炉膛内部，根据应用环境任意切换直视或俯视镜头，实时输出面温度分布，确定热点位置、形态，消除测量盲区和高温辐射灼伤人眼的问题。
18.与现有技术相比，简介友好温度监测界面设计，可设置虚拟热电偶显示任意位置温度，点击测温，输出区域温度平均值、最大值和最小值，线温度分析，同时能够通过模块之间进行数据存储、导出和远传功能。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本发明一种便于炉内温度巡检的高温目标面温度测量仪的整体结构示意图。
21.图2为本发明一种便于炉内温度巡检的高温目标面温度测量仪的第二防护件的示意图。
22.图3为本发明一种便于炉内温度巡检的高温目标面温度测量仪的图。
23.图中：1、成像物镜；2、双层防护筒；3、倒像延长镜杆；4、倒像延长镜组；5、冷却气源接口；6、防护板；7、窄带宽滤光片；8、聚焦透镜；901、第一防护件；902、第二防护件；10、探测器。
具体实施方式
24.下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制，为了更好地说明本发明的具体实施方式，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸，对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的，基于本发明中的具体实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他具体实施方式，都属于本发明保护的范围。
25.实施例1如图1
‑
2所示，一种便于炉内温度巡检的高温目标面温度测量仪，包括双层防护筒2和光学系统，光学系统处于两个双层防护筒2之间，光学系统的一侧安装有倒像延长镜杆3，两个双层防护筒2的前端安装有防护件，设有的双层防护筒2能够起到保温的作用。
26.在本实施例中，防护件的一端设有两个弯口，两个弯口之间有间隙，防护件的另一端安装有成像物镜1，成像物镜1通过螺丝与倒像延长镜杆3进行连接，采用长光学镜头设计，增大视场范围。
27.在本实施例中，防护件的另一端分别通过第一防护件901和第二防护件902的两种弯口形式构成，第一防护件901的顶部和底部安装有两个位置相互对称的弯口，间隙处于两个弯口的中部，第二防护件902的顶部安装有过延长的弯口，第二防护件902的底部安装有较短的弯口，第二防护件902的间隙处于第二防护件902的底部，前端成像物镜1与防护结构设计成一体式结构，与后端倒像延长镜杆3用螺丝固定，可以根据应用现象随机更换，当采用第一防护件901时和第二防护件902时能够采集到不同角度的输出面温度。
28.在本实施例中，延长镜杆的一侧安装有倒像延长镜组4，倒像延长镜组4内部镜间隔安装，倒像延长镜的另一端和两个双层防护筒2之间齐平。
29.在本实施例中，双层防护筒2的另一侧安装有防护板6，防护板6的厚度和面积能够有效的阻挡高温观测受到的辐射。
30.通过本实施例可实现：该装置的镜头设计，对镜头的长度、场视角靶面通光孔径进行了综合设计，采用第一防护件901和第二防护件902能够实现直视、俯视广角长镜头设计，可深入炉膛内部，根据应用环境任意切换直视或俯视镜头，实时输出面温度分布，确定热点位置、形态，消除测量盲区和高温辐射灼伤人眼的问题，该装置重量轻、易操作、简单方便，
能够便携的在多种场景环境中进行应用。
31.实施例2如图1
‑
3所示，一种便于炉内温度巡检的高温目标面温度测量仪，包括双层防护筒2和光学系统，光学系统处于两个双层防护筒2之间，光学系统的一侧安装有倒像延长镜杆3，两个双层防护筒2的前端安装有防护件，设有的双层防护筒2能够起到保温的作用。
32.在本实施例中，双层防护筒2的另一侧安装有防护板6，防护板6的厚度和面积能够有效的阻挡高温观测受到的辐射。
33.在本实施例中，防护板6一侧的光学系统安装有窄带宽滤光片7，窄带宽滤光片7的另一侧安装哟聚焦透镜8，聚焦透镜8的另一侧安装有探测器10。
34.在本实施例中，双层防护筒2和防护板6的连接处开设有冷却气源接口5，可以在高温小短暂使用，也可以接冷却气源长时在线应用。
35.在本实施例中，双层防护筒2内壁与光学系统之间设有通气孔，冷却气通过通气孔进入双层防护筒2，由气孔进入光学系统空间冷却光学系统后排出，冷却探测器10和电器模块。
36.在本实施例中，探测器10分别连接有电源模块和采集处理模块，电源模块和采集处理模块还连接有输出显示模块，采集处理模块中嵌入多量程大测量范围的温度校准模型。
37.通过本实施例可实现：对滤光片的波段、带宽介质长度和截止波长范围等进行了综合的设计考量，利用高灵敏度短波红外面阵探测器10，在采集处理模块中嵌入多量程大测量范围的温度校准模型，实现测量范围从中低温到高温的全覆盖，可设置虚拟热电偶显示任意位置温度，点击测温，输出区域温度平均值、最大值和最小值，线温度分析，能够进行数据存储、导出和远传功能，操作简单方便，运行效率高，能够通过采集处理模块和输出显示模块实时红外图像查看、处理，输出面温度分布，设置虚拟热电偶，查看温度数值，存储温度数据，能够对800℃以上的高温型、450℃~800℃的中温型、450℃以下的低温型和150℃以下的低温型均实现高精度的温度分布面的测量。
38.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。