基于紅外輻射的焦化爐頂測溫技術研究.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)效率和質量。隨著紅外傳感技術、數(shù)字信號處理及嵌入式技術的迅猛發(fā)展,測溫技術因此不斷得以改進和日益完善,紅外輻射理論相對成熟且紅外測溫技術在包括工業(yè)領域內(nèi)的各個領域得到廣泛應用。本文基于煉焦廠焦化爐頂測溫項目,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引入焦化爐測溫系統(tǒng),針對內(nèi)部環(huán)境條件復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,并設計了一套實時性高、準確度高、安裝調(diào)試方便、成本低廉的紅外高溫測量平臺,并通過實驗室及焦化爐現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)驗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,首先分析了焦化爐的組成結構及輻射特性,進而借鑒大氣紅外衰減模型,建立焦爐爐內(nèi)基于米氏散射的近紅外衰減模型,并結合光學采集系統(tǒng)的衰減模型及紅外傳感器的光電轉換模型,最終推導出本文焦爐測溫適用數(shù)學模型。為了將所建模型適用于工

3、程計算實現(xiàn),本文還首次提出焦爐適用單色窄帶模型測溫方案及寬帶模型測溫方案,給出了具體推導過程,并分析了測溫方案中工程參數(shù)選取對測溫結果的影響。
　　在焦爐測溫平臺建立方面,論文分析了光電流的特性,根據(jù)焦爐測溫精度、測溫范圍需求,設計了光電流前置運算放大電路及模數(shù)轉換數(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、測溫模型實現(xiàn)及標準工業(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驗數(shù)據(jù)和焦化