Проекты домов

 

Проекты домов, общественных зданий, посёлков и пр.

 







Архитектурное бюро Глушкова


Опубликовано: Октябрь 14, 2004

Измерение и визуализация температуры корпуса вращающейся печи


В.А. ЗАХАРЕНКО, канд. техн. наук (Омский Государственный технический университет); В. А. Никоненко, директор ФГУП Омского опытного завода «Эталон»

В основу сканирования положен принцип сканирования сектора зоны обзора вдоль линии (рис. 1) с целью регистрации инфракрасного излучения, испускаемого стенкой корпуса печи, по линии, параллельной оси вращения печи.

При обеспечении скорости сканирования значительно большей, чем линейная скорость движения контролируемой на корпусе линии при вращении печи, можно считать, что линии контроля температуры на стенке корпуса вращающейся печи остаются параллельными оси печи. Это позволяет формировать построчное изображение температуры контролируемого участка в кадр синхронно с вращением печи. При этом размер кадра определяется длиной окружности развертки цилиндра печи.

На Омском заводе «Эталон» - государственном предприятии Госстандарта России, специализирующемся на производстве технических и образцовых средствах измерения температуры с 2000 года, выпускается система тепловизионного контроля корпуса вращающейся печи типа СТК-1 .

Система представляет собой программно-аппаратный комплекс, состоящий из одного или двух первичных приборов, IBM совместимого компьютера, программы обработки и визуализации поля температур цилиндра развертки корпуса печи и адаптера канала связи.

С помощью первичного прибора осуществляется сканирование сектора зоны обзора около 100° (см. рис. 1) таким образом, что он регистрирует инфракрасное излучение, испускаемое стенкой корпуса печи вдоль линии за 250 миллисекунд.

Функциональная схема первичного прибора приведена на рис. 2. Прибор состоит из блока электромеханического сканера (ЭМС), включающего в себя элементы 1,2,3, 4, 5; печатной платы приемника излучения (ПИ), состоящей из устройств 7, 6, 8; платы блока цифровой обработки (БЦО), представленного схемами 9, 10, 11, 12, 13, 14; двухпроводной линии связи (ЛС); адаптера канала связи (АКС) и блока источника питания (ИП). Лучистый поток Ф от стенки корпуса печи в соответствии с законом Стефана - Больцмана, пропорциональный ее температуре, попадает на зеркало 1 блока ЭМС, вращаемого со скоростью (0=4 об/с двигателем постоянного тока 5В.

Вращающееся зеркало обеспечивает сканирование лучистого потока вдоль корпуса печи. Поток, отражаясь от зеркала, попадает через диафрагмирующие отверстие на фотоприемник блока ПИ, включенный в электрическую схему 6. Блок ЭМС содержит также оптико-электронный датчик 2 скорости вращения зеркала с электронной схемой 4 стабилизации этой скорости. Оптико-электронный датчик 3 служит для снятия о положении зеркала относительно зоны обзора и через электронную схему 8 блока ПИ обеспечивает синхронизацию работы ключей блока ПИ и тактирования приемо -передачи данных в блоке БЦО. Схема 7 блока ПИ обеспечивает термостабилизацию нуля и чувствительности приемника излучения.

Аналоговый сигнал с выхода приемника излучения поступает на аналого-цифровой разрядный преобразователь (АЦП) 10, с выхода которого параллельный код поступает на схему хранения 12 блока цифровой обработки. Запоминание сигналов необходимо для согласования скорости приема и передачи данных в виде 12- ти разрядных слов на одну строку. Со схемы хранения сигналы передаются в регистр сдвига 13, обеспечивающий преобразование параллельного кода в последовательной асинхронный. Далее при помощи парафазного усилителя- преобразователя 14 сигналы в виде токовых посылок («токовая петля») попадают в линию связи ЛС, На вход последовательного порта ЭВМ сигналы поступают через оптико- электронный преобразователь адаптера канала связи АКС. Электронная схема 10 обеспечивает тактирование процессов выборки- хранения сигналов. Кварцевый генератор 11 обеспечивает синхронизацию работы всех электронных блоков и узлов.

Питание всех электронных блоков осуществляется от источника питания ИП, обеспечивающего стабильные напряжения +15 В и 5 В от сети переменного тока ~220 или 36 В.

Система обеспечивает как дистанционную визуализацию тепловых полей стенки корпуса вращающей печи в реальном времени, их регистрацию и хранение в виде изображений, так и измерение температур в заданных точках и по сечениям с последующей их математической обработкой, выводом и архивацией в виде трендов.

Связь первичных приборов с компьютером обеспечивается по двухпроводной токовой петле с оптико-электронной развязкой на входе компьютера.

В системе предусмотрены задания на подачу звуковой сигнализации при превышении температур выше заданной установки и при несанкционированном ее отключении

Технические решения, заложенные в конструкцию первичных приборов, интерфейс пользователя и программное обеспечение, максимально адаптированы к условиям эксплуатации на цементных заводах. Первые аппаратные реализации были доведены до практического использования еще в 1989 году на Наво-ийском цементном заводе [2]. Опытные образцы системы отлаживались и эксплуатируются до настоящего времени на Красноярском цементном заводе, в ОАО «Сухоложскцемент», Коркинском цементном заводе, Ачинском глиноземном комбинате. В декабре 2001 года - январе 2002 года система в течении месяца испытывалась в ОАО «Топкинский цемент» и рекомендована к применению.

Применение системы тепловизионного контроля в производстве цемента позволяет технологу и машинисту печи осуществлять динамический контроль за изменениями температур как по величине, так и за передвижением по длине (по зонам), что дает возможность обоснованно корректировать процесс обжига. Система позволяет выявлять места нарушения футеровки, контролировать ее качество после ремонтов, увеличивать стойкость, предотвращать прогары. Архивирование информации, предусмотренное в системе, позволяет анализировать качество ведения процесса обжига машинистами, предисторию различных ситуаций, возникающих в процессе обжига.
 
Система имеет следующие технические характеристики
Диапазон контролируемых температур, С 100-500
Сектор зоны сканирования 100
Диапазон рабочих температур, С -40...+55
Приведенная погрешность,% 3
Разрядность аналого-цифрового преобразователя 10
Показатель визирования 1,35
Площадь сканируемой точки с расстояния в 5 метров, не более, мм 200 х 200
Программное обеспечение в среде MS DOS, WINDOWS
Интерфейс связи с ПЭВМ RS 232
Тип чувствительного к инфракрасному излучению элемента ФР -611
Спектральный интервал, мкм 2,5-5,5
Частота сканирования, гц 4
Габариты первичного прибора, мм 220х275х95
Вес первичного прибора, не более, кг 5
Длина соединительной линии, км 2
 
В.А. Захаренко, В.А. Никоненко
   






Скрыть комментарии (0)

UP


Вход/Регистрация - Присоединяйтесь!

Ваше имя: (или войдите через соц. сети ниже)
Комментарий:
Avatar
Обновить
Введите код, который Вы видите на изображении выше (чувствителен к регистру).
Для обновления изображения нажмите на него.


Похожие темы:

« Информационные технологии в технологическом процессе проектирования Задача Стефана в строительстве »