熱電偶保護裝置損壞的預警方法及熱電偶溫度監控器的制造方法
【專利摘要】本發明適用于冶金領域，提供一種熱電偶保護裝置損壞的預警方法以及一種熱電偶溫度監控器，所述方法包括：在正常生產情況下，根據熱電偶輸出的熱電壓，測得溫度變化的平均斜率；實時監測溫度變化，當在某一時刻下，溫度變化斜率、溫度變化幅度、溫度振蕩頻率大于預期時，輸出告警信號。本發明通過監控溫度變化斜率、溫度變化幅度、以及判斷溫度是否來回波動，當均滿足預期條件時，則發出熱電偶保護裝置損壞的預警，表明處于高溫環境中的熱電偶保護裝置已經損壞，以便通知維修人員及時更換保護裝置，最終使昂貴的熱電偶偶絲不被損壞。
【專利說明】熱電偶保護裝置損壞的預警方法及熱電偶溫度監控器
【技術領域】
[0001]本發明屬于冶金領域，尤其涉及一種熱電偶保護裝置損壞的預警方法及熱電偶溫度監控器。
【背景技術】
[0002]對于冶金行業的熱風爐拱頂測溫，通常采用貴金屬熱電偶進行溫度檢測，由于熱風爐拱頂與熱風總管的溫度可能高達1300°C，而且壓強為0.2?0.3MPa的熱風不停沖刷熱電偶的保護裝置，所以熱電偶經常損壞。在早期階段，由于獲知熱電偶保護裝置損壞信息不及時，通常會導致整個熱電偶報廢。
【發明內容】
[0003]鑒于上述問題，本發明的目的在于提供一種熱電偶保護裝置損壞的預警方法及熱電偶溫度監控器，旨在解決現有技術無法及時知悉熱電偶保護裝置的損壞信息的技術問題。
[0004]一方面，所述方法包括下述步驟:
[0005]在正常生產情況下，根據熱電偶輸出的熱電壓，測得溫度變化的平均斜率；
[0006]實時監測溫度變化，當在某一時刻下，溫度變化斜率、溫度變化幅度、溫度振蕩頻率大于預期時，輸出告警信號。
[0007]另一方面，所述熱電偶溫度監控器包括:
[0008]平均斜率計算模塊，用于在正常生產情況下，根據熱電偶輸出的熱電壓，測得溫度變化的平均斜率；
[0009]溫度判斷輸出模塊，用于實時監測溫度變化，當在某一時刻下，溫度變化斜率、溫度變化幅度、溫度振蕩頻率大于預期時，輸出告警信號。
[0010]本發明的有益效果是:本發明根據熱電偶實時輸出的熱電壓信號監測溫度變化，當溫度變化斜率、溫度變化幅度以及溫度振蕩頻率均大于預期時，則輸出告警信號，說明此時熱電偶保護裝置出現了故障，以便維修人員及時更換保護裝置，最終使昂貴的熱電偶偶絲不被損壞。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本發明第一實施例提供的熱電偶保護裝置損壞的預警方法的流程圖；
[0012]圖2是本發明第二實施例提供的熱電偶保護裝置損壞的預警方法的流程圖；
[0013]圖3是本發明第三實施例提供的熱電偶溫度監控器的結構方框圖；
[0014]圖4是本發明第四實施例提供的熱電偶溫度監控器的結構方框圖。
【具體實施方式】
[0015]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0016]為了說明本發明所述的技術方案，下面通過具體實施例來進行說明。
[0017]實施例一:
[0018]圖1示出了本發明第一實施例提供的熱電偶保護裝置損壞的預警方法的流程，為了便于說明僅示出了與本發明實施例相關的部分。
[0019]本實施例提供的電偶保護裝置損壞的預警方法包括下述步驟:
[0020]步驟S101、在正常生產情況下，根據熱電偶輸出的熱電壓，測得溫度變化的平均斜率。
[0021]熱電偶置于保護裝置中，保護裝置主要是用于將熱電偶與外界隔離，增加熱電偶的使用壽命，當保護裝置出現故障或損壞時，熱電偶很容易出現問題。熱電偶是溫度測量儀表中常用的測溫元件，其基本原理是兩種不同成份的材質導體組成閉合回路，當兩端存在溫度梯度時，回路中就會有電流通過，此時兩端之間就存在熱電動勢，然后通過電氣儀表測量熱電動勢，可以將熱電動勢轉換成被測介質的溫度。本步驟中，通過溫度監控器對熱風爐拱頂熱電偶采集輸的熱電壓信號進行處理，轉換成相應的溫度，然后計算拱頂在正常生產的情況下溫度上升、下降的變化斜率，并把這些斜率取平均值，記為平均斜率。
[0022]步驟S102、實時監測溫度變化，當在某一時刻下，溫度變化斜率、溫度變化幅度、溫度振蕩頻率大于預期時，輸出告警信號。
[0023]熱電偶中自由端和工作端存在溫度差，電偶回路中將產生對應的熱電動勢，如果保護裝置(一般為保護管)滲透漏風，則自由端的溫度相對提前，自由端和工作端的溫度差減小，而且漏風量越大，自由端的溫度就越大，自由端與工作端的溫差就越小；由于滲透漏風，熱風在保護管內來回竄動，使得自由端和工作端的溫差不停波動，對應輸出的熱電動勢也隨之發生變化，在溫度監控器中體現為溫度先降低，然后在升高，再繼續降低，來回不停反復。因此在本步驟中，通過監控拱頂溫度變化斜率、溫度變化幅度以及溫度振蕩頻率，當其值均超過預期時，則可認定保護裝置出現損壞，發出報警，以便維修人員及時更換保護裝置，使得昂貴的熱電偶偶絲不被損壞。
[0024]實施例二:
[0025]圖2示出了本發明第二實施例提供的熱電偶保護裝置損壞的預警方法的流程，為了便于說明僅示出了與本發明實施例相關的部分。
[0026]本實施例提供的電偶保護裝置損壞的預警方法包括下述步驟:
[0027]步驟S201、在正常生產情況下，根據熱電偶輸出的熱電壓，測得溫度變化的平均斜率。
[0028]本步驟與實施例一中步驟SlOl相同,此處不再贅述。
[0029]步驟S202、實時監測溫度變化，每隔一定時間間隔計算溫度變化斜率；
[0030]步驟S203、判斷當前溫度變化斜率是否大于預設斜率閾值；
[0031]步驟S204、若大于預設斜率閾值，則進一步判斷當前溫度變化幅度是否大于預設溫度閾值；
[0032]步驟S205、若大于預設溫度閾值，則進一步判斷溫度是否在振蕩變化；
[0033]步驟S206、當溫度為振蕩變化時，輸出告警信號。[0034]上述步驟S202-S206具體公開了實施例一中步驟S102的一種具體優選實施方式，溫度監控器每隔一定時間間隔采集溫度，并計算溫度變化斜率。若當前溫度變化斜率大于預設斜率閾值(比如2倍的所述平均斜率)，進一步判斷當前溫度變化幅度是否大于預設溫度閾值(比如熱電偶滿量程的10%)，當大于所述預設溫度閾值時，進一步判斷溫度是否在振蕩變化；若是，則輸出告警信號提示維修人員保護裝置出現問題。本實施例中，所述當前溫度變化幅度為當前溫度與前一時刻溫度的差值。另外，根據當前時刻溫度、前一時刻溫度以及先前時刻溫度，即可判斷當前溫度是否在振蕩變化。
[0035]實施例三:
[0036]圖3示出了本發明第三實施例提供的熱電偶溫度監控器的結構，為了便于說明僅不出了與本發明實施例相關的部分。
[0037]本實施例提供的熱電偶溫度監控器包括:
[0038]平均斜率計算模塊301，用于在正常生產情況下，根據熱電偶輸出的熱電壓，測得溫度變化的平均斜率；
[0039]溫度判斷輸出模塊302，用于實時監測溫度變化，當在某一時刻下，溫度變化斜率、溫度變化幅度、溫度振蕩頻率大于預期時，輸出告警信號。
[0040]本實施例中，熱電偶每隔一定時間間隔采集一次溫度數據，根據相鄰兩次輸出的熱電壓，即可計算出當前時刻的溫度變化斜率，平均斜率計算模塊301在獲取到各個時刻的溫度變化斜率后，計算平均斜率；溫度判斷輸出模塊302通過監測溫度變化斜率、溫度變化幅度、溫度振蕩頻率，當其值均超過預期時，則可認定保護裝置出現損壞，發出報警，以便維修人員及時更換保護裝置，使得昂貴的熱電偶偶絲不被損壞。
[0041]實施例四:
[0042]圖4示出了本發明第四實施例提供的熱電偶溫度監控器的結構，為了便于說明僅不出了與本發明實施例相關的部分。
[0043]本實施例提供的熱電偶溫度監控器包括:
[0044]平均斜率計算模塊41，用于在正常生產情況下，根據熱電偶輸出的熱電壓，測得溫度變化的平均斜率；
[0045]溫度判斷輸出模塊42，用于實時監測溫度變化，當在某一時刻下，溫度變化斜率、溫度變化幅度、溫度振蕩頻率大于預期時，輸出告警信號。
[0046]其中所述溫度判斷輸出模塊42包括:
[0047]斜率計算單元421，用于實時監測溫度變化，每隔一定時間間隔計算溫度變化斜率；
[0048]斜率判斷單元422，用于判斷當前溫度變化斜率是否大于預設斜率閾值；
[0049]幅度判斷單元423，用于當斜率判斷單元判斷是時，進一步判斷當前溫度變化幅度是否大于預設溫度閾值；
[0050]振蕩判斷單元424，用于當幅度判斷單元判斷是時，進一步判斷溫度是否在振蕩變化；
[0051]告警輸出單元425，用于當溫度為振蕩變化時，輸出告警信號。
[0052]本實施例在實施例三的基礎上進一步公開了溫度判斷輸出模塊的一種具體優選結構，通過斜率判斷單元422判斷斜率變化，通過幅度判斷單元423判讀溫度幅度變化，通過振蕩判斷單元424判斷溫度是否振蕩變化，當溫度變化斜率大于預設斜率閾值(比如2倍的所述平均斜率)，并且當前溫度變化幅度預設溫度閾值(比如熱電偶滿量程的10%)，同時溫度為振蕩變化時，則可認定保護裝置出現損壞，告警輸出單元425發出報警，比如通過指示燈表示出。
[0053]綜上，上述幾個實施例中，通過監控溫度變化斜率、溫度變化幅度、以及判斷溫度是否來回波動，當均滿足預期條件時，則發出熱電偶保護裝置損壞的預警，表明處于高溫環境中的熱電偶保護裝置已經損壞，以便通知維修人員及時更換保護裝置，最終使昂貴的熱電偶偶絲不被損壞。
[0054]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種熱電偶保護裝置損壞的預警方法，其特征在于，所述方法包括: 在正常生產情況下，根據熱電偶輸出的熱電壓，測得溫度變化的平均斜率； 實時監測溫度變化，當在某一時刻下，溫度變化斜率、溫度變化幅度、溫度振蕩頻率大于預期時，輸出告警信號。
2.如權利要求1所述方法，其特征在于，所述實時監測溫度變化，當在某一時刻下，溫度變化斜率、溫度變化幅度、溫度振蕩頻率大于預期時，輸出告警信號步驟，具體包括: 實時監測溫度變化，每隔一定時間間隔計算溫度變化斜率； 判斷當前溫度變化斜率是否大于預設斜率閾值； 若大于預設斜率閾值，則進一步判斷當前溫度變化幅度是否大于預設溫度閾值； 若大于預設溫度閾值，則進一步判斷溫度是否在振蕩變化； 當溫度為振蕩變化時，輸出告警信號。
3.如權利要求2所述方法，其特征在于，所述預設斜率閾值為2倍所述平均斜率。
4.如權利要求3所述方法，其特征在于，所述預設溫度閾值為熱電偶滿量程的10%。
5.一種熱電偶溫度監控器，其特征在于，所述熱電偶溫度監控器包括: 平均斜率計算模塊，用于在正常生產情況下，根據熱電偶輸出的熱電壓，測得溫度變化的平均斜率； 溫度判斷輸出模塊，用于實時監測溫度變化，當在某一時刻下，溫度變化斜率、溫度變化幅度、溫度振蕩頻率大于預期時，輸出告警信號。
6.如權利要求5所述熱電偶溫度監控器，其特征在于，所述溫度判斷輸出模塊包括: 斜率計算單元，用于實時監測溫度變化，每隔一定時間間隔計算溫度變化斜率； 斜率判斷單元，用于判斷當前溫度變化斜率是否大于預設斜率閾值； 幅度判斷單元，用于當斜率判斷單元判斷是時，進一步判斷當前溫度變化幅度是否大于預設溫度閾值； 振蕩判斷單元，用于當幅度判斷單元判斷是時，進一步判斷溫度是否在振蕩變化； 告警輸出單元，用于當溫度為振蕩變化時，輸出告警信號。
7.如權利要求6所述熱電偶溫度監控器，其特征在于，所述預設斜率閾值為2倍所述平均斜率。
8.如權利要求7所述熱電偶溫度監控器，其特征在于，所述預設溫度閾值為熱電偶滿量程的10%。
【文檔編號】G01K1/02GK103954371SQ201410145081
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月11日 優先權日:2014年4月11日
【發明者】王海豐 申請人:中冶南方工程技術有限公司