專利名稱：基于高塔的煤場測溫系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種溫度監(jiān)控系統(tǒng)，尤其是一種用于對易發(fā)生自燃物料堆放成條狀時，進(jìn)行非接觸式實時溫度監(jiān)測并能自動報警的安防監(jiān)測系統(tǒng)，具體地說是一種基于高塔的煤場測溫系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
眾所周知，煤炭作為重要的工業(yè)原料和燃料，在發(fā)電、冶煉、化工、建材等行業(yè)中占有重要的地位。而作為不可再生資源，如何合理、有效地開發(fā)、存儲、運輸煤炭資源以減少造成無故浪費將是我們需要努力的方向。從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來看，煤炭對于我國有相當(dāng)一部分行業(yè)例如發(fā)電、冶煉等起到至關(guān)重要的作用。煤炭在經(jīng)過長時間的運輸及存儲之后，由于水分的揮發(fā)、壓實程度的變化等因素影響易發(fā)生自燃，據(jù)統(tǒng)計每年被不受控制的煤炭自燃燒掉的煤多達(dá)1000萬至2000萬噸。由此可見，煤的自燃問題已經(jīng)成為了一個突出的問題，對于以煤炭作為主要燃料和工業(yè)原料的企業(yè)來說，那么在堆放煤堆時，加裝溫度監(jiān)測設(shè)備，采取有效的監(jiān)測和防范措施，對于生產(chǎn)安全、經(jīng)濟效益等方面都具有深遠(yuǎn)的意義。我國目前的電力系統(tǒng)、冶金行業(yè)、港口碼頭等需要堆取大規(guī)模不規(guī)則物料的地方，普遍采用兩種形狀的料場存放物料，一種是圓形料場，通過塔式旋轉(zhuǎn)堆取料機進(jìn)行物料的堆取。另一種是矩形料場，通過斗輪機或者行車進(jìn)行物料的堆取。對于圓形料場，目前國內(nèi)已經(jīng)有成熟的溫度變化監(jiān)控解決方案。例如:中國專利申請200920043491.2公開了一種煤炭自燃監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，能夠?qū)α蠄鰞?nèi)的不規(guī)則大規(guī)模物料進(jìn)行精確的溫度測量和成果輸出，其中提出的紅外測溫、光纖測溫和煙霧預(yù)警等都是告警的方法，但是圓形料場建設(shè)成本高，需要耗費大量的人力、物力以及財力，建造周期長達(dá)一年之久。中西部煤炭企業(yè)因地制宜更多地采用矩形料場進(jìn)行物料堆取，而對矩形料場的溫度監(jiān)控目前尚無很好的解決辦法，傳統(tǒng)方式主要是通過人工近距離定時利用手持測溫儀進(jìn)行測溫，人為判斷是否異常，這是一種人為單點非連續(xù)性檢測的方式，缺點:需要大量人力，監(jiān)測的覆蓋面不全，無法對溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總集中分析，受人為影響因素很大，無法準(zhǔn)確實時在線監(jiān)測，這種近距離長時間的監(jiān)測方式容易對操作人員的人身安全和健康造成威脅。隨著人力成本的增長、煤炭的消耗和周轉(zhuǎn)速度的增加、計算機信息化的高速發(fā)展、在已步入“云時代”當(dāng)今，這種孤立的系統(tǒng)，高危險的操作方式、需要大量人力的工作已無法提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本，也就無法對煤炭在存儲過程中的實時溫度進(jìn)行監(jiān)測并及時處理異常，無法對溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行實時分析，做到提前預(yù)防的作用。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的針對現(xiàn)有的依靠人為進(jìn)行單點非連續(xù)性檢測的方式存的覆蓋范圍小、連續(xù)性不強的缺陷，設(shè)計一種具有準(zhǔn)確監(jiān)測矩形煤場溫度變化功能的并能夠?qū)崿F(xiàn)整個矩形煤場24小時連續(xù)監(jiān)測的基于高塔的煤場測溫系統(tǒng)。本實用新型的技術(shù)方案是:[0007]—種基于高塔的煤場測溫系統(tǒng)，其特征在于它包括:用于獲取物料表面溫度的紅外熱像儀1、用于測量紅外熱像儀I位置數(shù)據(jù)的位置編碼器2、用于發(fā)出報警信號的報警裝置3和用于數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)換的工業(yè)控制計算機4，所述的紅外熱像儀I由牽引線牽引在高塔之間移動，牽引線由安裝在高塔上的牽引電機驅(qū)動，位置編碼器2與牽引電機相連以獲取紅外熱像儀I的位置信息，紅外熱像儀1、位置編碼器2及報警裝置3的輸入/輸出端均與工業(yè)控制計算機4對應(yīng)的輸入/輸出端相連，工業(yè)控制計算機4通過以太網(wǎng)5和客戶端6相連。所述的紅外熱像儀I是掃描式紅外熱像儀，根據(jù)被測物料自身的紅外輻射，借助儀器本身的光學(xué)機械掃描和遙感平臺沿牽引方向移動掃描成像。所述的紅外熱像儀I安裝在被測物料邊界拐角的高塔上并懸掛在高塔上的牽引裝置上，牽引裝置通過牽引線帶動紅外熱像儀I在高塔之間移動實現(xiàn)對煤場全區(qū)域進(jìn)行巡回溫度監(jiān)測。所述的位置編碼器2與驅(qū)動牽引線運動的牽引電機相連，通過牽引電機的運轉(zhuǎn)帶動位置編碼器記錄牽引線行程，用以確定被測物料的具體位置。所述的報警裝置3是聲光報警器，將其安裝于監(jiān)控室內(nèi)，當(dāng)物料溫度達(dá)到或超過告警閾值時，服務(wù)器發(fā)送控制信號至工業(yè)控制計算機4啟動聲光報警電路，發(fā)出聲和光報警信號，完成報警目的。所述的工業(yè)控制計算機4是一種采集控制盒，用于數(shù)據(jù)的采集和轉(zhuǎn)換:采集紅外熱像儀和位置編碼器數(shù)據(jù)，并將所監(jiān)測的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成客戶端6所需模式，通過以太網(wǎng)5較長距離采用光纖傳輸?shù)娇蛻舳?，客戶端6發(fā)送指令通過工業(yè)控制計算機4控制紅外熱像儀I和位置編碼器2。所述的客戶端6可以是PC機、平板電腦、智能手機等，客戶端6可以通過以太網(wǎng)或者無線與打印機相連。高塔高度根據(jù)料場寬度和堆積高度決定，牽引裝置的牽引線材質(zhì)和粗細(xì)確保能足夠承受自重及紅外熱像儀的重量。本實用新型的有益效果是:本實用新型采用非接觸溫度測量方式，利用國外先進(jìn)的高性能紅外熱像儀，結(jié)合熱分析成像技術(shù)、圖像處理技術(shù)、嵌入式控制技術(shù)等技術(shù)，很好地解決了對矩形料場的全范圍、實時監(jiān)測告警，為煤場管理和工作人員提供高效便捷的智能化管理，降低了煤場自燃風(fēng)險，為煤場持久安全高效的運行提供可靠保障。本實用新型通過位置編碼器和熱成像技術(shù)結(jié)合，能實現(xiàn)高精度熱源定位。本實用新型具有在線實時溫度測度、無人值守、自動處理異常、遠(yuǎn)程和移動監(jiān)控，有利于提高操作人員人身安全保障、提前預(yù)防，降低重大事故發(fā)生率和經(jīng)濟損失，可為企業(yè)帶來直接的安全效益和經(jīng)濟效益。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)，安裝調(diào)試方便，可靠性好，可大大降低工人的勞動強度，提高預(yù)報的準(zhǔn)確性，及時排除事故隱患。本實用新型既可用于煤場尤其是條形煤場防自燃監(jiān)測，也可用于其它需要對溫度進(jìn)行監(jiān)測的場合，如森林防火、建筑物防火、重要設(shè)備的防火等。本實用新型的其他優(yōu)點、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本實用新型的實踐中得到教導(dǎo)。

圖1是本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖2是本實用新型的傳感器安裝示意圖。圖3是本實用新型的數(shù)據(jù)采集模塊構(gòu)成圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步的說明。如圖1-3所示?；诟咚拿簣鰷y溫系統(tǒng)，它包括:用于獲取物料表面溫度的紅外熱像儀I (可采用Raytek MP150的掃描式紅外熱像儀)、用于測量紅外熱像儀I位置數(shù)據(jù)的位置編碼器2(可采用SICK ATM60的位置編碼器加以實現(xiàn))、用于發(fā)出報警信號的報警裝置3(可采用中興BBJ-1Off的防爆聲光報警器)和用于數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)換的工業(yè)控制計算機4 (自主研發(fā)的計算機控制系統(tǒng)，嵌入式控制主機內(nèi)部裝載工控機、控制模塊及嵌入式控制軟件，通過有線或者無線傳輸?shù)姆绞綄η岸瞬杉臄?shù)據(jù)進(jìn)行收集、分類、處理、保存及發(fā)送)，所述的紅外熱像儀I由牽引線牽引在高塔之間移動，牽引線由安裝在高塔上的牽引電機驅(qū)動，位置編碼器2與牽引電機相連以獲取紅外熱像儀I的位置信息，紅外熱像儀1、位置編碼器2及報警裝置3的輸入/輸出端均與工業(yè)控制計算機4對應(yīng)的輸入/輸出端相連，工業(yè)控制計算機4通過以太網(wǎng)5 (較長距離采用光纖)和客戶端6相連。如圖1所示。掃描式紅外熱像儀I懸掛在牽引線上，并由牽引電機轉(zhuǎn)動牽引在高塔之間移動，每隔一段距離拍攝一張煤倉表面的熱像圖，與此同時與牽引電機相連的位置編碼器2記錄下紅外熱像儀I的位置，將熱像圖跟位置信息匹配獲得全場的俯視熱像全圖。通過熱像圖上每點溫度的變化來判斷是否有自燃的可能。本實用新型首先通過安裝在牽引支撐裝置上的掃描式紅外熱像儀I和位置編碼器2，將熱像圖和其位置形成對應(yīng)關(guān)系，如圖2所示。掃描式紅外熱像儀1、位置編碼器2的輸入/輸出端均與工業(yè)控制計算機4對應(yīng)的輸入/輸出端相連，客戶端6上安裝的監(jiān)測軟件通過工業(yè)控制計算機4和各傳感器進(jìn)行通信，客戶端6同時承擔(dān)數(shù)據(jù)服務(wù)器的功能，可以查詢監(jiān)測數(shù)據(jù)和打印監(jiān)測報表。客戶端安裝的采集軟件根據(jù)位置編碼器2的實時數(shù)據(jù)更新，向掃描式紅外熱像儀I發(fā)出采集溫度指令，形成位置數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)的匹配數(shù)組，匹配數(shù)組存儲到數(shù)據(jù)庫中以備查詢和圖形顯示。監(jiān)測軟件通過圖像拼接技術(shù)將煤場全范圍熱像圖實時顯示，并根據(jù)用戶設(shè)定的閾值，對達(dá)到或超過閾值溫度的區(qū)域進(jìn)行告警；通過圖像疊加技術(shù)監(jiān)測煤炭表面溫度的動態(tài)變化，判斷煤炭自燃趨勢。本實用新型的數(shù)據(jù)采集模塊構(gòu)成圖如圖3所示。以上結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作了說明，但這些說明不能被理解為限制了本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍由隨附的權(quán)利要求書限定，任何在本發(fā)明權(quán)利要求基礎(chǔ)上的改動都是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種基于高塔的煤場測溫系統(tǒng)，其特征在于它包括:用于獲取物料表面溫度的紅外熱像儀(I)、用于測量紅外熱像儀(I)位置數(shù)據(jù)的位置編碼器(2)、用于發(fā)出報警信號的報警裝置(3 )和用于數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)換的工業(yè)控制計算機(4 )，所述的紅外熱像儀(I)懸掛在牽引線上，由牽引線牽引在高塔之間移動，牽引線由安裝在高塔上的牽引電機驅(qū)動，位置編碼器(2)與牽引電機相連以獲取紅外熱像儀(I)的位置信息，紅外熱像儀(I)、位置編碼器(2)及報警裝置(3)的輸入/輸出端均與工業(yè)控制計算機(4)對應(yīng)的輸入/輸出端相連，工業(yè)控制計算機(4)通過以太網(wǎng)(5)和客戶端(6)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高塔的煤場測溫系統(tǒng)，其特征在于所述的紅外熱像儀(I)是掃描式紅外熱像儀，根據(jù)被測物料自身的紅外輻射，借助儀器本身的光學(xué)機械掃描和遙感平臺沿牽引方向移動掃描成像。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高塔的煤場測溫系統(tǒng)，其特征在于所述的紅外熱像儀(1)安裝在被測物料邊界拐角的高塔上并懸掛在高塔上的牽引裝置上，牽引裝置通過牽引線帶動紅外熱像儀(I)在高塔之間移動實現(xiàn)對煤場全區(qū)域進(jìn)行巡回溫度監(jiān)測。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高塔的煤場測溫系統(tǒng)，其特征在于所述的位置編碼器(2)與驅(qū)動牽引線運動的牽引電機相連，通過牽引電機的運轉(zhuǎn)帶動位置編碼器記錄牽引線行程，用以確定被測物料的具體位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高塔的煤場測溫系統(tǒng)，其特征在于所述的報警裝置(3)是聲光報警器，將其安裝于監(jiān)控室內(nèi)，當(dāng)物料溫度達(dá)到或超過告警閾值時，服務(wù)器發(fā)送控制信號至工業(yè)控制計算機(4 )啟動聲光報警電路，發(fā)出聲和光報警信號，完成報警目的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高塔的煤場測溫系統(tǒng)，其特征在于所述的工業(yè)控制計算機(4)是一種采集控制盒，用于數(shù)據(jù)的采集和轉(zhuǎn)換:采集紅外熱像儀和位置編碼器的數(shù)據(jù)，并將所監(jiān)測的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成客戶端(6)所需模式，通過以太網(wǎng)(5)傳輸?shù)娇蛻舳?6)，客戶端(6 )發(fā)送指令通過工業(yè)控制計算機(4 )控制紅外熱像儀(I)和位置編碼器(2 )。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高塔的煤場測溫系統(tǒng)，其特征在于所述的客戶端(6)可以是PC機、平板電腦或智能手機，客戶端(6)可以通過以太網(wǎng)或者無線與打印機相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高塔的煤場測溫系統(tǒng)，其特征在于高塔高度根據(jù)料場寬度和堆積高度決定，牽引裝置的牽引線材質(zhì)和粗細(xì)確保能足夠承受自重及紅外熱像儀的重量。
專利摘要一種基于高塔的煤場測溫系統(tǒng)，其特征在于它包括用于獲取物料表面溫度的紅外熱像儀(1)、用于測量紅外熱像儀(1)位置數(shù)據(jù)的位置編碼器(2)、用于發(fā)出報警信號的報警裝置(3)和用于數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)換的工業(yè)控制計算機(4)，所述的紅外熱像儀(1)由牽引線牽引在高塔之間移動，牽引線由安裝在高塔上的牽引電機驅(qū)動，位置編碼器(2)與牽引電機相連以獲取紅外熱像儀1的位置信息，紅外熱像儀(1)、位置編碼器(2)及報警裝置(3)的輸入/輸出端均與工業(yè)控制計算機(4)對應(yīng)的輸入/輸出端相連，工業(yè)控制計算機(4)通過以太網(wǎng)(5)和客戶端(6)相連。本實用新型對煤場進(jìn)行全范圍溫度監(jiān)測、熱點定位、實時告警，對指導(dǎo)救援和監(jiān)測救援措施起到積極作用，可為企業(yè)帶來直接的安全效益和經(jīng)濟效益。
文檔編號G01D5/00GK203024867SQ20122063489
公開日2013年6月26日 申請日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者陳家慶, 姜坤, 韓華, 黃進(jìn) 申請人:南京卓越能源技術(shù)有限公司