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VIGO碲镉汞红外探测器在窑胴体扫描测温系统中的应用

发布时间:2016-08-17 【 收藏此页 】 【 打印此页 】 【 关闭 】

窑胴体扫描测温系统是一种完全由计算机操作、全部数字化处理的智能化测温成像系统,该设备可长期不间断地实时监控回转窑胴体表面温度,间接掌握窑内结皮和结圈情况,从而使厂家及时采取有效措施,防止窑衬和窑胴体的损坏,提高回转窑的运转率,实现回转窑的经济运行,以延长窑体的安全运转周期。

原理

红外扫描测系统的最大优势是非接触、红外线测温、快速准确、运行周期长、真正无损检测、解决了回转窑运动所造成的测温难的难题。它通过高速旋转的直流无刷电机带动红外扫描仪内部扫描探头高速旋转,扫描探头旋转一圈,对窑表皮形成一条测温扫描线,扫描探头的扫描频率为25-50线/S。窑旋转一周,为一个扫描周期。所采集的红外线通过红外探测器进行光电转换,传输至计算机,通过安装在计算机上的专用软件,对数据进行运算、分析,然后在显示器上以热像仪图像形式显示出来。图1-1为结构示意图

VIGO探测器应用-图片1

图1-1

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,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;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。

窑胴体扫描测温系统,适用于水泥回转窑、氧化铝窑、铁合金窑、石灰窑、球团窑和化肥窑。目前国外的品牌主要有雷泰,爱光,兰德和艾格玛,国内不少企业通过引进技术,结合国外的红外探头,已经能够自主研发性价比不错的产品,国产窑胴体红外扫描测温仪存在较大的价格优势,主要集中在江浙地区。

碲镉汞(MCT)红外探测器

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。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。

深圳市唯锐科技代理的波兰VIGO红外碲镉汞探测器覆盖1-16μm的探测范围,采用多级热电制冷,探测率高并且响应速度快,广泛应用于窑胴体测温系统。MCT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,MCT探测器是窑胴体扫测温系统的关键元件,具体可参考图1-2

VIGO探测器应用-图片6

图1-2

系统结构

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。如图1-3

VIGO探测器应用-图片4

图1-3

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VIGO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,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。

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