基于紅外輻射的焦化爐頂測溫技術(shù)研究.pdf

1、溫度是現(xiàn)代工業(yè)自動化生產(chǎn)過程中重要的參數(shù)之一,對溫度的有效測控直接影響生產(chǎn)效率和質(zhì)量。隨著紅外傳感技術(shù)、數(shù)字信號處理及嵌入式技術(shù)的迅猛發(fā)展,測溫技術(shù)因此不斷得以改進(jìn)和日益完善,紅外輻射理論相對成熟且紅外測溫技術(shù)在包括工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。本文基于煉焦廠焦化爐頂測溫項(xiàng)目,為了取代傳統(tǒng)熱電偶接觸式焦化爐測溫方法,首次將紅外測溫技術(shù)引入焦化爐測溫系統(tǒng),針對內(nèi)部環(huán)境條件復(fù)雜惡劣的焦化爐爐內(nèi)燃燒室,分析建立了焦化爐紅外輻射測溫模型,提

2、出了焦化爐測溫方案,并設(shè)計(jì)了一套實(shí)時(shí)性高、準(zhǔn)確度高、安裝調(diào)試方便、成本低廉的紅外高溫測量平臺,并通過實(shí)驗(yàn)室及焦化爐現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)驗(yàn)證了本文所建模型的正確性。
　　在測溫模型建立方面,論文以黑體輻射的普朗克定律為基礎(chǔ),首先分析了焦化爐的組成結(jié)構(gòu)及輻射特性,進(jìn)而借鑒大氣紅外衰減模型,建立焦?fàn)t爐內(nèi)基于米氏散射的近紅外衰減模型,并結(jié)合光學(xué)采集系統(tǒng)的衰減模型及紅外傳感器的光電轉(zhuǎn)換模型,最終推導(dǎo)出本文焦?fàn)t測溫適用數(shù)學(xué)模型。為了將所建模型適用于工

3、程計(jì)算實(shí)現(xiàn),本文還首次提出焦?fàn)t適用單色窄帶模型測溫方案及寬帶模型測溫方案,給出了具體推導(dǎo)過程,并分析了測溫方案中工程參數(shù)選取對測溫結(jié)果的影響。
　　在焦?fàn)t測溫平臺建立方面,論文分析了光電流的特性,根據(jù)焦?fàn)t測溫精度、測溫范圍需求,設(shè)計(jì)了光電流前置運(yùn)算放大電路及模數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)采集電路,建立了以ATMEL公司提供的8位高速單片微處理器為核心的信號采集處理、測溫模型實(shí)現(xiàn)及標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)電流輸出接口平臺。通過該平臺獲得了電控輻射爐模擬實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和焦化