窑胴体红外线扫描测温系统在水泥回转窑上的应用

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1、.窑胴体红外线扫描测温系统——在水泥回转窑上的应用广州华极电气技术有限公司肖雪山一、概述随着水泥制造工艺的快速发展，干法水泥回转窑的直径越来越大，窑转速越来越快，回转窑作为水泥生产线的核心生产设备，对其工艺状况进行全面监控显得尤为重要。回转窑是一个高温设备，内部温度高达1450℃，正常状况下表面也有100～400多度，窑内部衬有一层约220mm厚的耐火材料，表面有20～30mm厚的钢板保护层。窑在运转时内部耐火材料会逐渐被侵蚀，有时甚至会脱落，一旦当耐火材料侵蚀到一定程度或脱落时，表面的钢板保护

2、层温度会迅速升高，如不及时处理，钢板会软化熔蚀，甚至造成大事故，因此对窑表面温度进行实时监测是必须的。因为窑在高速运转，表面面积大，用传统热电偶测温的方法很难进行全面的监测，采用红外非接触式测量的方法具有较大的优势。目前用于水泥窑红外测温有两种方法，一种是用手持便携式测温仪由人工现场巡检，该方法优点是成本低廉，可以测量窑表面任何一点的温度，缺点是不能全面及时测量；另一方法用高速红外线扫描测温，优点是快速准确，实时性好，能全面连续测量，在控制室可以直接观察到窑表面的温度，缺点是成本高，需要特定的安

3、装位置和平台，被遮挡的阴影区域无法测量，通常用便携式测温仪补测。目前可用于窑胴体测温的线扫描仪主要有雷泰（Raytek）MP150HR、爱光（Ircon）S251-07C10、兰德（Land）LSP6、艾格玛（Agema）THP7KLN、HGHKILNSCAN23等。二、红外测温原理1.红外测温理论基础图一、黑体辐射光谱曲线红外线是一种电磁波，位于可见光红光外端，在绝对零度(-273℃)以上的物体都辐射红外能量，是红外测温技术的基础。...在同一波长下，不同温度辐射的能量是不同的，温度越高辐射的

4、能量越强，不同温度的辐射曲线永不会相交，利用此特性测量同一波长下的红外能量强度，即可测出该物体的温度，选择不同波长，其测温范围和精度是不同的。从图一可以看出短波段测量高温精度高，而长波段测量低温的精度高。雷泰公司用于水泥窑测温的扫描仪MP150HR，选择波长在3.5~4微米的区间测温，从上图可以看出在中低温段有较高的测量精度，MP150HR的测温范围在100~650℃。2.碲镉汞（HgCdTe）红外探测器图二、红外传感器碲镉汞红外探测器，又称MCT，是由碲、镉、汞三种半导体物质按一定比例混合，在

5、金属衬底上涂一个10~20微米的涂层并经硬化处理，安装在微型热电制冷器冷端的表面，密封在一个金属壳内（见图二）。壳体顶端开有一个红外窗口，用白宝石密封，保证透光率在80%以上。探测器受到红外辐射时电导率会发生变化，在施加一定偏置电流的条件下，其输出的电信号会随红外辐射强度的变化而改变。碲镉汞红外探测器具有探测灵敏度高、响应时间快、覆盖波段宽、使用方便等特点。MCT探测器是红外扫描仪测温的关键元件。3.红外线扫描测温仪以雷泰公司的MP150HR为例来说明红外线扫描仪的结构和原理，见图三。MP150

6、HR主要由光学、机械、电子三大部分组成，是一个光机电一体的精密仪器，所有部件被密封在一个铸铝的外壳内。图三、MP150HR扫描仪结构原理图光学部分由云母密封窗、反射棱镜、透镜和滤光片组成。高速旋转的棱镜将从不同角度射来的红外线光反射到透镜，透镜将红外光聚焦后送到红外探测器。...机械部分由高速步进电机、铸铝外壳组成，步进电机驱动棱镜高速旋转，采集不同角度辐射的红外光以及参考黑体辐射的红外光，铸铝外壳内置有冷却水管，主要起保护和散热作用。电子部分由红外探测器和控制电路组成，红外探测器将红外能量转为

7、电信号，控制电路负责信号放大、数据转换、步进电机驱动，并与上位机通讯、完成数据交换等。三、红外线扫描测温系统红外线扫描测温仪只负责温度采集和数据转换，必须将所采集的数据送计算机分析处理后才能供窑操作员和工艺技术人员参考。窑胴体红外线扫描测温系统就是为完成上述功能设计的，主要由扫描测温仪、计算机、分析软件、控制箱、保护箱、同步传感器等组成。扫描测温系统应该具备2D温度图谱、3D温度图谱、轴向温度分析、高温报警、历史数据分析与查询等基本功能。四、CS2000窑胴体红外线扫描测温系统简介CS2000是

8、广州华极电气技术有限公司于1996年开发，专用于水泥回转窑的国内第一套线扫描测温系统，其核心部件选用雷泰公司的MP系列线扫描仪，通过不断改进和创新，现已发展到V6.0版，经过14年的实际使用证明，是一个稳定可靠、免维护的回转窑测温系统。系统由MP150HR扫描测温仪、DellOptiplex计算机、测温分析专家软件、接口控制箱、同步触发器、位置编码器等组成，还有阴影地区温度检测、风机控制、轮带滑移监测等选配模块。1、快速线扫描仪MP150HRCS2000窑胴体扫描系统主体部件是扫描仪MP150H