用于直接还原的回转窑温度场检测方法、装置及系统与流程

本技术涉及直接还原回转窑法，尤其涉及一种用于直接还原的回转窑温度场检测方法、装置及系统。

背景技术：

1、在煤基直接还原工艺的回转窑法中为了保证生产直接还原铁的质量，需要保证回转窑加热过程中窑内温度沿轴向控制均匀。料仓内存储的冶炼直接还原铁的原料，从料仓底部排出，进入用于直接还原以铁冶炼的回转窑系统，处理后将除直接还原铁外的物料作为冶炼直接还原铁的原料的一部分，再次将冶炼直接还原铁的原料送至回转窑进行冶炼。

2、如图1所示，为现有的回转窑温度检测系统的结构示意图，包括料仓01、皮带运输机02、回转窑03、热电偶031、滑环032、电刷033、接线柱034、冷却装置04、筛分装置05和直接还原铁收集装置06。直接还原以铁冶炼过程如下：冶炼直接还原铁的原料从料仓01的底部排出，冶炼直接还原铁的原料下落至皮带运输机02上，皮带运输机02将冶炼直接还原铁的原料的运输至回转窑03的入料口。回转窑03上设置的热电偶031与回转窑03的横截面外窑皮设有用于热电偶信号传递的滑环032，热电偶031将回转窑03内部的温度信号传递至与滑环032相接触的电刷033，即滑环032通过电刷033将回转窑03内部的温度信号发送至接线柱034，通过接线柱将回转窑03内部的温度信号发送至控制装置，以便控制回转窑03内部的温度均匀度。回转窑03焙烧完成得到的物料包括直接还原铁和其他物料，通过筛分装置05将直接还原铁与其他物料筛分出来，将其他物料作为冶炼直接还原铁的原料的一部分，再次用于冶炼直接还原铁，将直接还原铁置入直接还原铁收集装置06内，得到质量较好的直接还原铁。

3、在回转窑温度控制过程中，由于滑环032与电刷033易接触不良，因此易导致热电偶031无法将回转窑03内部的温度信号通过滑环032和电刷033发送至控制装置，从而导致通过热电偶031、滑环032、电刷033和接线柱034检测回转窑03内部温度的准确率较低，进而无法控制回转窑03内部的温度均匀度，导致直接还原铁的质量较低。

技术实现思路

1、本技术提供了一种用于直接还原的回转窑温度场检测方法、装置及系统，以解决检测回转窑03内部温度的准确率较低，进而无法控制回转窑03内部的温度均匀度，导致直接还原铁的质量较低的技术问题。

2、为了解决上述技术问题，本技术实施例公开了如下技术方案：

3、第一方面，本技术实施例公开了一种用于直接还原的回转窑温度场检测方法，包括计算机控制系统远程调节红外热成像仪的焦距，以获得多个热电偶中任意一个热电偶安装处回转窑横截面的清晰热成像画面；

4、利用热成像分析软件，获取红外热成像仪检测到的相应热电偶安装处回转窑横截面的清晰热成像画面的温度分布值；

5、获取无线信号接收装置通过通讯总线发送的相应热电偶的温度值；

6、获取相应热电偶的温度值与红外热成像仪检测到的相应热电偶安装处回转窑横截面的清晰热成像画面的温度分布值的比对结果，根据比对结果，校准红外热成像仪的辐射率；

7、根据校准后的红外热成像仪的辐射率，获取红外热成像仪检测到的相应热电偶安装处回转窑横截面的清晰热成像画面的最终温度分布值，根据红外热成像仪检测到的相应热电偶安装处回转窑横截面的清晰热成像画面的最终温度分布值，构建回转窑的温度场。

8、可选的，在获取相应热电偶的温度值与红外热成像仪检测到的相应热电偶安装处回转窑横截面的清晰热成像画面的温度分布值的比对结果，根据比对结果，校准红外热成像仪的辐射率的步骤中，包括：

9、将相应热电偶的温度值与红外热成像仪检测到的相应热电偶安装处回转窑横截面的清晰热成像画面的温度分布值相比对；

10、若相应热电偶的温度值与红外热成像仪检测到的相应热电偶安装处回转窑横截面的清晰热成像画面的温度分布值的误差绝对值大于阈值，则通过使红外热成像仪的温度分布值与热电偶的温度值的误差值小于或者等于阈值的方式，校准红外热成像仪的辐射率，得到校准后的红外热成像仪的辐射率并保存校准后的红外热成像仪的辐射率；

11、若相应热电偶的温度值与红外热成像仪检测到的相应热电偶安装处回转窑横截面的清晰热成像画面的温度分布值的误差绝对值小于等于阈值，则将当前红外热成像仪的辐射率作为校准后的红外热成像仪的辐射率，保存校准后的红外热成像仪的辐射率。

12、可选的，在根据校准后的红外热成像仪不同焦距的辐射率，获取红外热成像仪检测到的相应热电偶安装处回转窑横截面的清晰热成像画面的最终温度分布值，根据红外热成像仪检测到的相应热电偶安装处回转窑横截面的清晰热成像画面的最终温度分布值，构建回转窑的温度场的步骤中，包括：

13、根据校准后的红外热成像仪不同焦距的辐射率，实时获取不同焦距下红外热成像仪检测到的清晰热成像画面的最终温度分布值。

14、可选的，在校准的周期内，还包括：

15、根据校准后的红外热成像仪的辐射率，建立热电偶、红外热成像仪的焦距与红外热成像仪的辐射率的映射关系，其中，存在多个热电偶，且每个热电偶存在对应的唯一红外热成像仪的焦距和红外热成像仪的辐射率；

16、根据热电偶、红外热成像仪的焦距与红外热成像仪的辐射率的映射关系，调节红外热成像仪的焦距并设置相应的辐射率，获取红外热成像仪检测到的多个热电偶中任意一个热电偶安装处回转窑横截面的清晰热成像画面的温度分布值，根据红外热成像仪检测到的相应热电偶安装处回转窑横截面的清晰热成像画面的最终温度分布值，构建回转窑的温度场。

17、可选的，在根据校准后的红外热成像仪的辐射率，获取红外热成像仪检测到的相应热电偶安装处回转窑横截面的清晰热成像画面的最终温度分布值，根据红外热成像仪检测到的相应热电偶安装处回转窑横截面的清晰热成像画面的最终温度分布值，构建回转窑的温度场的步骤后，包括：

18、获取风水冷防护罩上的温度传感器发送的温度信号，当温度信号表示的温度值大于预设的预警值时，发送退出信号至电控箱内控制器，控制器控制与风水冷防护罩连接的自动退出装置带动红外成像仪和红外成像仪外设的风水冷防护罩执行退出动作。

19、可选的，在计算机控制系统远程调节红外热成像仪的焦距，以获得多个热电偶中任意一个热电偶安装处回转窑横截面的清晰热成像画面的步骤中，包括：

20、计算机控制系统向电控箱内控制器发送表示调整焦距的信息以及焦距调整参数，控制器控制红外成像仪调整焦距，以获得多个热电偶中任意一个热电偶安装处回转窑横截面的清晰热成像画面，其中，焦距调整参数为红外成像仪的光圈转动角度。

21、第二方面，本技术实施例公开了一种用于直接还原的回转窑温度场检测装置，包括回转窑和沿回转窑轴向方向，按照不同间距设置于回转窑低温段、中温段和高温段的多个热电偶，其特征在于，还包括：

22、信号采集及无线发射装置、补偿导线、无线信号接收装置、通讯总线、红外热成像装置、电控箱和计算机控制系统，

23、信号采集及无线发射装置设置于回转窑上，信号采集及无线发射装置通过补偿导线与多个热电偶相连接，信号采集及无线发射装置与无线信号接收装置数据通讯，用于获取相应的热电偶发送的温度值，并将温度值发送至无线信号接收装置；

24、无线信号接收装置通过通讯总线与计算机控制系统通讯连接，用于将接收的温度值发送至计算机控制系统；

25、红外热成像装置设置于靠近观察窗口的回转窑的窑头，红外热成像装置与电控箱内的控制器通过硬接线方式或者总线通讯方式进行信号交互，控制器与计算机控制系统利用总线方式进行数据通讯，红外热成像装置将多个热电偶安装处回转窑横截面的清晰热成像画面利用光纤通讯或者以太网发送至计算机控制系统；

26、热成像分析软件内置于计算机控制系统，用于根据多个热电偶安装处回转窑横截面的清晰热成像画面，获取红外热成像仪检测到的相应热电偶安装处回转窑横截面的清晰热成像画面的温度分布值；

27、计算机控制系统被配置为：

28、计算机控制系统远程调节红外热成像仪的焦距，以获得多个热电偶中任意一个热电偶安装处回转窑横截面的清晰热成像画面；

29、利用热成像分析软件，获取红外热成像仪检测到的相应热电偶安装处回转窑横截面的清晰热成像画面的温度分布值；

30、获取无线信号接收装置通过通讯总线发送的相应热电偶的温度值；

31、获取相应热电偶的温度值与红外热成像仪检测到的相应热电偶安装处回转窑横截面的清晰热成像画面的温度分布值的比对结果，根据比对结果，校准红外热成像仪的辐射率；

32、根据校准后的红外热成像仪的辐射率，获取红外热成像仪检测到的相应热电偶安装处回转窑横截面的清晰热成像画面的最终温度分布值，根据红外热成像仪检测到的相应热电偶安装处回转窑横截面的清晰热成像画面的最终温度分布值，构建回转窑的温度场。

33、可选的，还包括隔热装置，隔热装置包括仪表隔热箱、支撑板、隔热板和隔热支架，

34、仪表隔热箱内置信号采集及无线发射装置，仪表隔热箱通过支撑板与隔热支架固定连接，隔热板设置于支撑板下方，隔热支架底部与回转窑固定连接；

35、红外热成像装置包括红外热成像仪、风水冷防护罩、自动退出装置和温度传感器，红外热成像仪的轴向方向外设有风水冷防护罩，风水冷防护罩与自动退出装置固定连接，风水冷防护罩上设置有温度传感器，温度传感器与计算机控制系统通讯连接。

36、第三方面，本技术实施例公开了一种用于直接还原的回转窑温度场检测系统，包括料仓、皮带运输机、冷却装置、筛分装置、直接还原铁收集装置、如权利要求8至9任一项的用于直接还原的回转窑温度场检测装置。

37、由以上技术方案可知，本技术提供的一种用于直接还原的回转窑温度场检测方法、装置及系统，由计算机控制系统远程调节红外热成像仪的焦距，以获得多个热电偶中任意一个热电偶安装处回转窑横截面的清晰热成像画面；利用热成像分析软件，获取红外热成像仪检测到的相应热电偶安装处回转窑横截面的清晰热成像画面的温度分布值；获取无线信号接收装置通过通讯总线发送的相应热电偶的温度值；获取相应热电偶的温度值与红外热成像仪检测到的相应热电偶安装处回转窑横截面的清晰热成像画面的温度分布值的比对结果，根据比对结果，校准红外热成像仪的辐射率；根据校准后的红外热成像仪的辐射率，获取红外热成像仪检测到的相应热电偶安装处回转窑横截面的清晰热成像画面的最终温度分布值，根据红外热成像仪检测到的相应热电偶安装处回转窑横截面的清晰热成像画面的最终温度分布值，构建回转窑的温度场。该方法根据红外热成像仪检测到的相应热电偶安装处回转窑横截面的清晰热成像画面的最终温度分布值，构建回转窑的温度场，实现了回转窑温度场的检测；采用热电偶和红外热成像仪检测温度，通过热电偶的温度值校准红外热成像仪的辐射率，且根据校准后的红外热成像仪的辐射率，获取红外热成像仪检测到的相应热电偶安装处回转窑横截面的清晰热成像画面的最终温度分布值，提升了回转窑温度场的检测准确率，进而可实现控制回转窑内部的温度均匀，从而提高了直接还原铁的质量。

38、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。