CN103954371A - 热电偶保护装置损坏的预警方法及热电偶温度监控器 - Google Patents

Abstract

本发明适用于冶金领域，提供一种热电偶保护装置损坏的预警方法以及一种热电偶温度监控器，所述方法包括：在正常生产情况下，根据热电偶输出的热电压，测得温度变化的平均斜率；实时监测温度变化，当在某一时刻下，温度变化斜率、温度变化幅度、温度振荡频率大于预期时，输出告警信号。本发明通过监控温度变化斜率、温度变化幅度、以及判断温度是否来回波动，当均满足预期条件时，则发出热电偶保护装置损坏的预警，表明处于高温环境中的热电偶保护装置已经损坏，以便通知维修人员及时更换保护装置，最终使昂贵的热电偶偶丝不被损坏。

Description

热电偶保护装置损坏的预警方法及热电偶温度监控器

技术领域

本发明属于冶金领域，尤其涉及一种热电偶保护装置损坏的预警方法及热电偶温度监控器。

背景技术

对于冶金行业的热风炉拱顶测温，通常采用贵金属热电偶进行温度检测，由于热风炉拱顶与热风总管的温度可能高达1300℃，而且压强为0.2～0.3MPa的热风不停冲刷热电偶的保护装置，所以热电偶经常损坏。在早期阶段，由于获知热电偶保护装置损坏信息不及时，通常会导致整个热电偶报废。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种热电偶保护装置损坏的预警方法及热电偶温度监控器，旨在解决现有技术无法及时知悉热电偶保护装置的损坏信息的技术问题。

一方面，所述方法包括下述步骤：

在正常生产情况下，根据热电偶输出的热电压，测得温度变化的平均斜率；

实时监测温度变化，当在某一时刻下，温度变化斜率、温度变化幅度、温度振荡频率大于预期时，输出告警信号。

另一方面，所述热电偶温度监控器包括：

平均斜率计算模块，用于在正常生产情况下，根据热电偶输出的热电压，测得温度变化的平均斜率；

温度判断输出模块，用于实时监测温度变化，当在某一时刻下，温度变化斜率、温度变化幅度、温度振荡频率大于预期时，输出告警信号。

本发明的有益效果是：本发明根据热电偶实时输出的热电压信号监测温度变化，当温度变化斜率、温度变化幅度以及温度振荡频率均大于预期时，则输出告警信号，说明此时热电偶保护装置出现了故障，以便维修人员及时更换保护装置，最终使昂贵的热电偶偶丝不被损坏。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的热电偶保护装置损坏的预警方法的流程图；

图2是本发明第二实施例提供的热电偶保护装置损坏的预警方法的流程图；

图3是本发明第三实施例提供的热电偶温度监控器的结构方框图；

图4是本发明第四实施例提供的热电偶温度监控器的结构方框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一：

图1示出了本发明第一实施例提供的热电偶保护装置损坏的预警方法的流程，为了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。

本实施例提供的电偶保护装置损坏的预警方法包括下述步骤：

步骤S101、在正常生产情况下，根据热电偶输出的热电压，测得温度变化的平均斜率。

热电偶置于保护装置中，保护装置主要是用于将热电偶与外界隔离，增加热电偶的使用寿命，当保护装置出现故障或损坏时，热电偶很容易出现问题。热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件，其基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路，当两端存在温度梯度时，回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在热电动势，然后通过电气仪表测量热电动势，可以将热电动势转换成被测介质的温度。本步骤中，通过温度监控器对热风炉拱顶热电偶采集输的热电压信号进行处理，转换成相应的温度，然后计算拱顶在正常生产的情况下温度上升、下降的变化斜率，并把这些斜率取平均值，记为平均斜率。

步骤S102、实时监测温度变化，当在某一时刻下，温度变化斜率、温度变化幅度、温度振荡频率大于预期时，输出告警信号。

热电偶中自由端和工作端存在温度差，电偶回路中将产生对应的热电动势，如果保护装置（一般为保护管）渗透漏风，则自由端的温度相对提前，自由端和工作端的温度差减小，而且漏风量越大，自由端的温度就越大，自由端与工作端的温差就越小；由于渗透漏风，热风在保护管内来回窜动，使得自由端和工作端的温差不停波动，对应输出的热电动势也随之发生变化，在温度监控器中体现为温度先降低，然后在升高，再继续降低，来回不停反复。因此在本步骤中，通过监控拱顶温度变化斜率、温度变化幅度以及温度振荡频率，当其值均超过预期时，则可认定保护装置出现损坏，发出报警，以便维修人员及时更换保护装置，使得昂贵的热电偶偶丝不被损坏。

实施例二：

图2示出了本发明第二实施例提供的热电偶保护装置损坏的预警方法的流程，为了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。

本实施例提供的电偶保护装置损坏的预警方法包括下述步骤：

步骤S201、在正常生产情况下，根据热电偶输出的热电压，测得温度变化的平均斜率。

本步骤与实施例一中步骤S101相同，此处不再赘述。

步骤S202、实时监测温度变化，每隔一定时间间隔计算温度变化斜率；

步骤S203、判断当前温度变化斜率是否大于预设斜率阈值；

步骤S204、若大于预设斜率阈值，则进一步判断当前温度变化幅度是否大于预设温度阈值；

步骤S205、若大于预设温度阈值，则进一步判断温度是否在振荡变化；

步骤S206、当温度为振荡变化时，输出告警信号。

上述步骤S202-S206具体公开了实施例一中步骤S102的一种具体优选实施方式，温度监控器每隔一定时间间隔采集温度，并计算温度变化斜率。若当前温度变化斜率大于预设斜率阈值（比如2倍的所述平均斜率），进一步判断当前温度变化幅度是否大于预设温度阈值（比如热电偶满量程的10%），当大于所述预设温度阈值时，进一步判断温度是否在振荡变化；若是，则输出告警信号提示维修人员保护装置出现问题。本实施例中，所述当前温度变化幅度为当前温度与前一时刻温度的差值。另外，根据当前时刻温度、前一时刻温度以及先前时刻温度，即可判断当前温度是否在振荡变化。

实施例三：

图3示出了本发明第三实施例提供的热电偶温度监控器的结构，为了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。

本实施例提供的热电偶温度监控器包括：

平均斜率计算模块301，用于在正常生产情况下，根据热电偶输出的热电压，测得温度变化的平均斜率；

温度判断输出模块302，用于实时监测温度变化，当在某一时刻下，温度变化斜率、温度变化幅度、温度振荡频率大于预期时，输出告警信号。

本实施例中，热电偶每隔一定时间间隔采集一次温度数据，根据相邻两次输出的热电压，即可计算出当前时刻的温度变化斜率，平均斜率计算模块301在获取到各个时刻的温度变化斜率后，计算平均斜率；温度判断输出模块302通过监测温度变化斜率、温度变化幅度、温度振荡频率，当其值均超过预期时，则可认定保护装置出现损坏，发出报警，以便维修人员及时更换保护装置，使得昂贵的热电偶偶丝不被损坏。

实施例四：

图4示出了本发明第四实施例提供的热电偶温度监控器的结构，为了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。

本实施例提供的热电偶温度监控器包括：

平均斜率计算模块41，用于在正常生产情况下，根据热电偶输出的热电压，测得温度变化的平均斜率；

温度判断输出模块42，用于实时监测温度变化，当在某一时刻下，温度变化斜率、温度变化幅度、温度振荡频率大于预期时，输出告警信号。

其中所述温度判断输出模块42包括：

斜率计算单元421，用于实时监测温度变化，每隔一定时间间隔计算温度变化斜率；

斜率判断单元422，用于判断当前温度变化斜率是否大于预设斜率阈值；

幅度判断单元423，用于当斜率判断单元判断是时，进一步判断当前温度变化幅度是否大于预设温度阈值；

振荡判断单元424，用于当幅度判断单元判断是时，进一步判断温度是否在振荡变化；

告警输出单元425，用于当温度为振荡变化时，输出告警信号。

本实施例在实施例三的基础上进一步公开了温度判断输出模块的一种具体优选结构，通过斜率判断单元422判断斜率变化，通过幅度判断单元423判读温度幅度变化，通过振荡判断单元424判断温度是否振荡变化，当温度变化斜率大于预设斜率阈值（比如2倍的所述平均斜率），并且当前温度变化幅度预设温度阈值（比如热电偶满量程的10%），同时温度为振荡变化时，则可认定保护装置出现损坏，告警输出单元425发出报警，比如通过指示灯表示出。

综上，上述几个实施例中，通过监控温度变化斜率、温度变化幅度、以及判断温度是否来回波动，当均满足预期条件时，则发出热电偶保护装置损坏的预警，表明处于高温环境中的热电偶保护装置已经损坏，以便通知维修人员及时更换保护装置，最终使昂贵的热电偶偶丝不被损坏。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种热电偶保护装置损坏的预警方法，其特征在于，所述方法包括：

在正常生产情况下，根据热电偶输出的热电压，测得温度变化的平均斜率；

实时监测温度变化，当在某一时刻下，温度变化斜率、温度变化幅度、温度振荡频率大于预期时，输出告警信号。

2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述实时监测温度变化，当在某一时刻下，温度变化斜率、温度变化幅度、温度振荡频率大于预期时，输出告警信号步骤，具体包括：

实时监测温度变化，每隔一定时间间隔计算温度变化斜率；

判断当前温度变化斜率是否大于预设斜率阈值；

若大于预设斜率阈值，则进一步判断当前温度变化幅度是否大于预设温度阈值；

若大于预设温度阈值，则进一步判断温度是否在振荡变化；

当温度为振荡变化时，输出告警信号。

3.如权利要求2所述方法，其特征在于，所述预设斜率阈值为2倍所述平均斜率。

4.如权利要求3所述方法，其特征在于，所述预设温度阈值为热电偶满量程的10%。

5.一种热电偶温度监控器，其特征在于，所述热电偶温度监控器包括：

平均斜率计算模块，用于在正常生产情况下，根据热电偶输出的热电压，测得温度变化的平均斜率；

温度判断输出模块，用于实时监测温度变化，当在某一时刻下，温度变化斜率、温度变化幅度、温度振荡频率大于预期时，输出告警信号。

6.如权利要求5所述热电偶温度监控器，其特征在于，所述温度判断输出模块包括：

斜率计算单元，用于实时监测温度变化，每隔一定时间间隔计算温度变化斜率；

斜率判断单元，用于判断当前温度变化斜率是否大于预设斜率阈值；

幅度判断单元，用于当斜率判断单元判断是时，进一步判断当前温度变化幅度是否大于预设温度阈值；

振荡判断单元，用于当幅度判断单元判断是时，进一步判断温度是否在振荡变化；

告警输出单元，用于当温度为振荡变化时，输出告警信号。

7.如权利要求6所述热电偶温度监控器，其特征在于，所述预设斜率阈值为2倍所述平均斜率。

8.如权利要求7所述热电偶温度监控器，其特征在于，所述预设温度阈值为热电偶满量程的10%。