一種基于射頻識別的回轉(zhuǎn)窯胴體表面溫度監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于射頻識別的回轉(zhuǎn)窯胴體表面溫度監(jiān)控系統(tǒng)，包含檢測終端以及與其連接的遠(yuǎn)程監(jiān)控終端；所述檢測終端包含微控制器模塊以及分別與其連接的紅外輻射掃描儀、同步信號模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和電源模塊；所述遠(yuǎn)程監(jiān)控終端包含控制器模塊以及分別與其連接的顯示模塊、射頻識別模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、具有低成本，高精度，微型化數(shù)字顯示的特點；本發(fā)明通過紅外輻射掃描儀能夠安全準(zhǔn)確的實時地獲取回轉(zhuǎn)窯胴體表面溫度。
【專利說明】
-種基于射頻識別的回轉(zhuǎn)窒朋體表面溫度監(jiān)控系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種紅外光測量系統(tǒng)，尤其設(shè)及一種基于射頻識別的回轉(zhuǎn)害禍體表面 溫度監(jiān)控系統(tǒng)，屬于溫度測量領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在水泥生產(chǎn)過程中，最重要的工藝環(huán)節(jié)是水泥熟料的般燒，回轉(zhuǎn)害是實現(xiàn)水泥熟 料般燒的核屯、設(shè)備，它的運(yùn)轉(zhuǎn)情況直接關(guān)系到熟料的產(chǎn)量、質(zhì)量和原料、燃料消耗。溫度過 高、熱振蕩過大會引起回轉(zhuǎn)害害襯的損壞，嚴(yán)重時還會狹及害禍體，回轉(zhuǎn)害生產(chǎn)熟料的過程 中，決定害能否優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗地生產(chǎn)和安全運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵因素是害襯。有鑒于此，在害運(yùn) 轉(zhuǎn)過程中，實時地了解害內(nèi)狀況，及時采取相應(yīng)的措施，防止害襯及害禍體損壞是回轉(zhuǎn)害實 現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要保證。
[0003] 回轉(zhuǎn)害在運(yùn)行過程中是不停地回轉(zhuǎn)的，其回轉(zhuǎn)速度不斷變化；害禍體表面溫度是 一個多變量函數(shù)，它不但與時間、害軸向位置、害禍體表面周向位置等因素相關(guān)，還受環(huán)境 溫度及其它因素的影響，因此，害禍體表面溫度不同于其他熱工參數(shù)，難W用常規(guī)的檢測手 段來檢測和顯示。
[0004] 例如申請?zhí)枮?201110036109. r的一種紅外測溫方法，包括如下步驟：（1)在實際 測得被測物的溫度為t時，利用自動可變雙波長紅外檢測裝置測得被測物的福射強(qiáng)度E1(A 1，t)和E2(，t)，其中，E1 (Al，t)是對應(yīng)波長Al時被測物的福射強(qiáng)度，E2(，t)是對應(yīng)波長 A2時被測物的福射強(qiáng)度；（2)將測得的61(^1，*)，62(^2,〇代入和的公式中，并解出〇,5系數(shù) 的值，其中，a，S是隨被測物的材料成分、溫度W及測量波長而變的系數(shù)；（3)將解出的系數(shù) 〇,8的值代回被測物福射強(qiáng)度公式6(^，*)=〇\-5(65/^-1)-1中，得到在給定波長下被測物 的福射強(qiáng)度與被測物溫度之間的對應(yīng)關(guān)系曲線；W及(4)利用自動可變雙波長紅外檢測裝 置在給定波長下測得被測物的福射強(qiáng)度，并且基于在給定波長下被測物的福射強(qiáng)度與被測 物溫度之間的對應(yīng)關(guān)系曲線得到被測物的溫度。該發(fā)明測量精度有待進(jìn)一步提高。
[0005] 又如申請?zhí)枮?201310080745.9"的一種紅外測溫儀檢定的技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一 種紅外測溫儀檢定成套裝置，是對紅外測溫儀的各項性能指標(biāo)進(jìn)行檢定的設(shè)備。該發(fā)明包 括W下部分維運(yùn)動系統(tǒng)、=維運(yùn)動控制與記錄裝置、發(fā)熱源裝載平臺和祀面。該發(fā)明具 有自動化程度高、實用性強(qiáng)、設(shè)計新穎、操作簡單等特點，能對各種型號規(guī)格及外形不同的 紅外測溫儀的各項性能指標(biāo)進(jìn)行檢定。解決了紅外測溫儀器的距離比和瞄準(zhǔn)器精度的檢定 的問題，使紅外測溫儀的測量值得到溯源，使應(yīng)用于生產(chǎn)領(lǐng)域的紅外測溫儀能夠得到有效 的監(jiān)控，保證了電氣設(shè)備運(yùn)用監(jiān)控設(shè)備檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠，該發(fā)明測量精度有待進(jìn)一步 提局。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對【背景技術(shù)】的不足提供了一種基于射頻識別的 回轉(zhuǎn)害禍體表面溫度監(jiān)控系統(tǒng)。
[0007] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用W下技術(shù)方案：
[0008] -種基于射頻識別的回轉(zhuǎn)害禍體表面溫度監(jiān)控系統(tǒng)，包含檢測終端W及與其連接 的遠(yuǎn)程監(jiān)控終端;所述檢測終端包含微控制器模塊W及分別與其連接的紅外福射掃描儀、 同步信號模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和電源模塊;所述遠(yuǎn)程監(jiān)控終端包含控制器模塊W及分別與 其連接的顯示模塊、射頻識別模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊；
[0009] 所述射頻識別模塊包括一整流穩(wěn)壓電路，所述整流穩(wěn)壓電路包含禪合電路、限幅 檢測電路、限幅泄流電路、穩(wěn)壓電路;所述禪合電路、限幅檢測電路、限幅泄流電路依次連 接，所述穩(wěn)壓電路分別與限幅泄流電路、穩(wěn)壓電路連接，所述禪合電路用于將輸入信號禪合 到射頻識別模塊上;所述限幅檢測電路用于檢測整流后的電壓幅度;所述限幅泄流電路用 于泄放多余的電流;所述穩(wěn)壓電路用于進(jìn)行穩(wěn)壓處理進(jìn)而輸出穩(wěn)定的電源電壓；
[0010] 其中，紅外福射掃描儀，用于向回轉(zhuǎn)害禍體發(fā)射紅外光，進(jìn)而接收來自回轉(zhuǎn)害禍體 表面的紅外福射強(qiáng)度；
[0011] 同步信號模塊，用于將紅外福射掃描儀接收的紅外福射強(qiáng)度同步到微控制器模 塊；
[0012] 微控制器模塊，用于根據(jù)接收到的紅外福射強(qiáng)度計算出回轉(zhuǎn)害禍體的表面溫度；
[0013] 數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于將計算得出的回轉(zhuǎn)害禍體表面溫度傳輸至遠(yuǎn)程監(jiān)控終端；
[0014] 通信模塊，用于接收數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸?shù)幕剞D(zhuǎn)害禍體表面溫度，進(jìn)而傳輸至控制 器模塊；
[0015] 數(shù)據(jù)存儲模塊，用于實時存儲控制器模塊接收的回轉(zhuǎn)害禍體表面溫度；
[0016] 顯示模塊，用于實時顯示控制器模塊接收的回轉(zhuǎn)害禍體表面溫度。
[0017] 作為本發(fā)明一種基于射頻識別的回轉(zhuǎn)害禍體表面溫度監(jiān)控系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方 案，所述微控制器模塊和控制器模塊均采用AVR系列單片機(jī)。
[0018] 作為本發(fā)明一種基于射頻識別的回轉(zhuǎn)害禍體表面溫度監(jiān)控系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方 案，所述顯示模塊為LCD顯示屏。
[0019] 作為本發(fā)明一種基于射頻識別的回轉(zhuǎn)害禍體表面溫度監(jiān)控系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方 案，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊采用GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊。
[0020] 作為本發(fā)明一種基于射頻識別的回轉(zhuǎn)害禍體表面溫度監(jiān)控系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方 案，所述數(shù)據(jù)存儲模塊的忍片型號為at24c04。
[0021] 本發(fā)明采用W上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有W下技術(shù)效果：
[0022] 1、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、具有低成本，高精度，微型化數(shù)字顯示的特點；
[0023] 2、本發(fā)明通過紅外福射掃描儀能夠安全準(zhǔn)確的實時地獲取回轉(zhuǎn)害禍體表面溫度。
【附圖說明】
[0024] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0025] 圖2是本發(fā)明檢測終端結(jié)構(gòu)圖；
[0026] 圖3是本發(fā)明監(jiān)控終端結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0027] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明：
[0028] 如圖I所示，一種基于射頻識別的回轉(zhuǎn)害禍體表面溫度監(jiān)控系統(tǒng)，包含檢測終端W 及與其連接的遠(yuǎn)程監(jiān)控終端;如圖2所示，所述檢測終端包含微控制器模塊W及分別與其連 接的紅外福射掃描儀、同步信號模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和電源模塊;如圖3所示，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控 終端包含控制器模塊W及分別與其連接的顯示模塊、射頻識別模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊；
[0029] 所述射頻識別模塊包括一整流穩(wěn)壓電路，所述整流穩(wěn)壓電路包含禪合電路、限幅 檢測電路、限幅泄流電路、穩(wěn)壓電路;所述禪合電路、限幅檢測電路、限幅泄流電路依次連 接，所述穩(wěn)壓電路分別與限幅泄流電路、穩(wěn)壓電路連接，所述禪合電路用于將輸入信號禪合 到射頻識別模塊上;所述限幅檢測電路用于檢測整流后的電壓幅度;所述限幅泄流電路用 于泄放多余的電流;所述穩(wěn)壓電路用于進(jìn)行穩(wěn)壓處理進(jìn)而輸出穩(wěn)定的電源電壓；
[0030] 其中，紅外福射掃描儀，用于向回轉(zhuǎn)害禍體發(fā)射紅外光，進(jìn)而接收來自回轉(zhuǎn)害禍體 表面的紅外福射強(qiáng)度；
[0031] 同步信號模塊，用于將紅外福射掃描儀接收的紅外福射強(qiáng)度同步到微控制器模 塊；
[0032] 微控制器模塊，用于根據(jù)接收到的紅外福射強(qiáng)度，通j 計算出回 轉(zhuǎn)害禍體的表面溫度；
[0033] 其中，La為紅外福射強(qiáng)度，A為紅外波長，C為紅外光光速，h普爾克常熟，k玻爾茲曼 常熟，T回轉(zhuǎn)害禍體的表面溫度；
[0034] 數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于將計算得出的回轉(zhuǎn)害禍體表面溫度傳輸至遠(yuǎn)程監(jiān)控終端；
[0035] 通信模塊，用于接收數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸?shù)幕剞D(zhuǎn)害禍體表面溫度，進(jìn)而傳輸至控制 器模塊；
[0036] 數(shù)據(jù)存儲模塊，用于實時存儲控制器模塊接收的回轉(zhuǎn)害禍體表面溫度；
[0037] 顯示模塊，用于實時顯示控制器模塊接收的回轉(zhuǎn)害禍體表面溫度。
[0038] 其中，所述微控制器模塊和控制器模塊均采用AVR系列單片機(jī)，所述顯示模塊為 LCD顯示屏，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊采用GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊，所述數(shù)據(jù)存儲模塊的忍片型號為 at24c04〇
[0039] 快速紅外福射掃描儀是一種具有快速掃描功能的紅外福射測溫儀，安裝在距回轉(zhuǎn) 害30~IOOm處的適當(dāng)位置，掃描角度為90°。它的旋轉(zhuǎn)掃描器通過光學(xué)系統(tǒng)接收來自回轉(zhuǎn)害 禍體表面一個特定區(qū)域(稱為測量元）的紅外福射，測量元沿平行于回轉(zhuǎn)害軸線的方向呈直 線狀排列。快速紅外測溫掃描儀沿回轉(zhuǎn)害軸線的方向每秒鐘掃描150次，回轉(zhuǎn)害每轉(zhuǎn)一圈， 產(chǎn)生200~400個完整掃描。某一個掃描得到的是:代表回轉(zhuǎn)害禍體表面某一個狹窄區(qū)域溫 度分布的電壓信號和基準(zhǔn)溫度的電壓信號，運(yùn)些數(shù)據(jù)再經(jīng)過相關(guān)處理就可W得到回轉(zhuǎn)害內(nèi) 某一區(qū)段的工況。如害皮均勻與否、結(jié)圈情況、害皮或害襯脫落位置、熱斑的范圍等信息。
[0040] 害同步基準(zhǔn)信號發(fā)生器在回轉(zhuǎn)害每轉(zhuǎn)一整圈時，產(chǎn)生一個用作同步基準(zhǔn)的同步脈 沖，送入嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)W同步脈沖為基準(zhǔn)，采集害的溫度數(shù)據(jù)
[0041 ] AVR單片機(jī)具有預(yù)取指令功能，即在執(zhí)行一條指令時，預(yù)先把下一條指令取進(jìn)來， 使得指令可W在一個時鐘周期內(nèi)執(zhí)行；多累加器型，數(shù)據(jù)處理速度快;AVR單片機(jī)具有32個 通用工作寄存器，相當(dāng)于有32條立交橋，可W快速通行；中斷響應(yīng)速度快。AVR單片機(jī)有多個 固定中斷向量入口地址，可快速響應(yīng)中斷;AVR單片機(jī)耗能低。對于典型功耗情況，WDT關(guān)閉 時為l(K)nA，更適用于電池供電的應(yīng)用設(shè)備;有的器件最低1.8V即可工作;AVR單片機(jī)保密性 能好。
[0042] 本發(fā)明快速紅外測溫掃描儀對回轉(zhuǎn)害禍體溫度進(jìn)行實時、連續(xù)的測量，測量數(shù)據(jù) 處理后，可W根據(jù)害正常運(yùn)行的禍體表面不同區(qū)段的溫度范圍，設(shè)定報警溫度。害運(yùn)行過程 中，禍體表面任意一處實際溫度超過正常溫度時，系統(tǒng)立即給出報警信號。
[0043] 溫度高于絕對零度的物體，它就在不停地向周圍空間福射電磁波。運(yùn)種由于物體 內(nèi)部的帶電粒子在原子和分子內(nèi)振動而產(chǎn)生的電磁波，稱為熱福射。熱福射只是整個電磁 波的一個組成部分，熱福射電磁波是由波長相差很大的紅外線、可見光、紫外線所組成。紅 外福射一般指波長在0.75~1000 wii之間的熱福射。普朗克黑體福射模型是紅外福射理論的 出發(fā)點，絕對黑體的福射能力與波長a)及溫度(T)之間的函數(shù)關(guān)系如下所示。微控制器模 塊通i
十算出回轉(zhuǎn)害禍體的表面溫度，其中，La為紅外福射強(qiáng)度，入為紅外 波長，C為紅外光光速，h普爾克常熟，k玻爾茲曼常熟，T回轉(zhuǎn)害禍體的表面溫度；
[0044] 本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可W理解的是，除非另外定義，運(yùn)里使用的所有術(shù)語(包括技 術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還 應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中 的意義一致的意義，并且除非像運(yùn)里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。
[0045] W上實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能W此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是 按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍 之內(nèi)。上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施方 式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可W再不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做 出各種變化。
【主權(quán)項】
1. 一種基于射頻識別的回轉(zhuǎn)窯胴體表面溫度監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:包含檢測終端以 及與其連接的遠(yuǎn)程監(jiān)控終端;所述檢測終端包含微控制器模塊以及分別與其連接的紅外輻 射掃描儀、同步信號模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和電源模塊;所述遠(yuǎn)程監(jiān)控終端包含控制器模塊以 及分別與其連接的顯示模塊、射頻識別模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊； 所述射頻識別模塊包括一整流穩(wěn)壓電路，所述整流穩(wěn)壓電路包含耦合電路、限幅檢測 電路、限幅泄流電路、穩(wěn)壓電路;所述耦合電路、限幅檢測電路、限幅泄流電路依次連接，所 述穩(wěn)壓電路分別與限幅泄流電路、穩(wěn)壓電路連接，所述耦合電路用于將輸入信號耦合到射 頻識別模塊上;所述限幅檢測電路用于檢測整流后的電壓幅度;所述限幅泄流電路用于泄 放多余的電流;所述穩(wěn)壓電路用于進(jìn)行穩(wěn)壓處理進(jìn)而輸出穩(wěn)定的電源電壓； 其中，紅外輻射掃描儀，用于向回轉(zhuǎn)窯胴體發(fā)射紅外光，進(jìn)而接收來自回轉(zhuǎn)窯胴體表面 的紅外輻射強(qiáng)度； 同步信號模塊，用于將紅外輻射掃描儀接收的紅外輻射強(qiáng)度同步到微控制器模塊； 微控制器模塊，用于根據(jù)接收到的紅外輻射強(qiáng)度計算出回轉(zhuǎn)窯胴體的表面溫度； 數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于將計算得出的回轉(zhuǎn)窯胴體表面溫度傳輸至遠(yuǎn)程監(jiān)控終端； 通信模塊，用于接收數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸?shù)幕剞D(zhuǎn)窯胴體表面溫度，進(jìn)而傳輸至控制器模 塊； 數(shù)據(jù)存儲模塊，用于實時存儲控制器模塊接收的回轉(zhuǎn)窯胴體表面溫度； 顯示模塊，用于實時顯示控制器模塊接收的回轉(zhuǎn)窯胴體表面溫度。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于射頻識別的回轉(zhuǎn)窯胴體表面溫度監(jiān)控系統(tǒng)，其特征 在于:所述微控制器模塊和控制器模塊均采用AVR系列單片機(jī)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于射頻識別的回轉(zhuǎn)窯胴體表面溫度監(jiān)控系統(tǒng)，其特征 在于:所述顯示模塊為IXD顯示屏。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于射頻識別的回轉(zhuǎn)窯胴體表面溫度監(jiān)控系統(tǒng)，其特征 在于:所述數(shù)據(jù)傳輸模塊采用GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于射頻識別的回轉(zhuǎn)窯胴體表面溫度監(jiān)控系統(tǒng)，其特征 在于:所述數(shù)據(jù)存儲模塊的芯片型號為at24c04。
【文檔編號】G01J5/00GK105953924SQ201610273228
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月28日
【發(fā)明人】胡曉榮, 俞娟, 胡瑜
【申請人】無錫昊瑜節(jié)能環(huán)保設(shè)備有限公司