[发明专利]一种回转窑表面红外双波段测温方法

说明书

本发明请求保护一种回转窑表面双波段测温方法，属于信号处理技术领域。本发明在单波段定标原理的基础上，考虑回转窑现场测温环境，在双波段测温模型中引入了大气衰减系数，结合回转窑扫描测温原理，提出了一种基于回转窑的双波段测温模型。该方法包括，实验室定标分别得到中波扫描仪和长波热像仪测温系统的定标系数。通过回转窑扫描测温原理计算出扫描点距离，然后根据单波段测温原理，使用黑体分别测量出某个扫描点在该扫描距离下在两个波段范围内的大气透过率。将计算的大气透过率代入到双波段测温模型中，得到两个波段的测量比值，根据比值与温度关系反演出扫描点的温度值。本发明考虑了回转窑现场测温实际情况，测温精度高，具有较高应用价值。

技术领域

本发明属于信号处理技术领域，具体是一种回转窑温度测量方法。

背景技术

近年来，随着我国建材、冶金、化工和环保等工业的高速发展，这些行业所需回转窑的数量也不断增长。回转窑是生产工艺中原料煅烧环节的核心设备，其运转情况的好坏直接关系到熟料的产量、质量和成本。回转窑内衬为耐火材料，在温度因素、化学侵蚀、机械磨损等不同情况下，会使耐火材料发生不同程度的破损和脱落，导致窑体内部凸凹不平,厚薄不均。一旦局部耐火材料脱落，会给生产及安全带来严重威胁。回转窑内衬的厚薄程度主要是通过回转窑表面温度进行检测。当回转窑某区域出现异常高温则说明此处窑衬已受损，存在红窑隐患。一旦发生红窑事故，将会给厂家的经营生产带来巨大的经济损失，甚至威胁人身安全,因此需要准确测量出回转窑表面温度。传统的回转窑表面测温方法为单波段测温方法，这种测温方法需要设定被测目标发射率，并且易受测温环境和距离的影响。回转窑表面面积大，表层钢板氧化、锈蚀严重，且易附着粉尘，导致其表面的发射率难以准确设定，同时由于回转窑表面的红外热辐射能要传播一段距离才能到达探测器，辐射能在传播过程中易受环境中的灰尘、水蒸气、烟雾等吸收、反射和散射，到达红外探测器的红外辐射能衰减严重，因此建立在普朗克辐射定律上的单波段红外测温方法难以准确测量回转窑表面的温度。

发明内容

本发明旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种准确测量回转窑表面的温度的回转窑表面红外双波段测温方法。本发明的技术方案如下：

一种回转窑表面红外双波段测温方法，其包括以下步骤：

101、使用单波段定标方法对中波扫描仪和长波热像仪进行实验室定标，并拟合出定标数据，得到中波扫描仪的线性响应度K₁及定标偏置B₁，长波热像仪的线性响应度K₂及定标偏置B₂；

102、使用中波扫描仪和长波热像仪测量出回转窑目标位置的灰度值；

103、现场测量以下数据：设备与回转窑的水平距离H、扫描仪到回转窑窑头距离l、回转窑长度L、回转窑的高度h₁、扫描仪的高度h₂以及确定总的扫描点数N，根据扫描仪软件监测位置和等角度算法，计算出扫描点编号，然后计算出监测位置距离回转窑表面被测位置的实际长度；

104、在测温现场根据回转窑表面温度范围，将黑体分别设置在温度T_s和T_e，使用中波扫描仪和长波热像仪分别测量出黑体在距离OP_i处的系统输出，然后计算出两个波段的大气透过率；

105、将计算得大气透过率和定标参数代入计算得到两个波段的输出比值，根据比值与温度的对应关系反演出温度。

进一步的，所述步骤103根据扫描仪软件监测位置和等角度算法，计算出扫描点编号，然后计算出监测位置距离回转窑表面被测位置的实际长度，具体计算公式如下：

其中OP_i为测温设备到被测位置的距离，N₁表示测温设备在垂直方向垂足位置的扫描点编号，i表示扫描点编号。