一种手持式焦炉测温装置及实现方法与流程

本技术涉及焦化工业测温，尤其涉及一种手持式焦炉测温装置及实现方法。

背景技术：

1、在焦化工业生产过程中，焦炉温度的精准测量是稳定焦炭质量、降低炼焦耗热量、延长焦炉寿命、保障安全生产的关键环节，无论是焦炉加热工艺优化还是生产流程管控，都需要实时获取精准的温度数据支撑智慧炼焦系统的运行，目前市面上的焦炉测温方式主要分为人工手持普通红外测温仪测温与固定式自动测温系统两种，其中手持式测温装置因操作灵活、适配焦炉不同测温形式（如横排温度、直行温度）的优势，被广泛应用于现场巡检测温场景，其核心是通过捕捉物体发射的红外线辐射能并转换为电信号，进而确定焦炉温度。

2、然而，现有手持式焦炉测温装置在实际焦化生产场景应用过程中存在以下缺陷和不足：（1）抗干扰能力弱，焦炉生产现场存在高温辐射、煤气泄漏产生的粉尘、烟气等干扰因素，现有手持式测温装置缺乏有效的防护和抗干扰结构，导致测温信号易受干扰，测量误差较大，难以满足焦炉测温高精度的使用需求，而国际上少数掌握核心高精度技术的产品费用高昂，且无法为国内企业量身定制，不利于普及应用；（2）耐高温性能差，焦炉炉顶现场温度环境通常高于70-80℃，部分测温点位附近温度可达100℃以上，现有手持式焦炉测温装置的外壳及内部组件耐高温性能不足，长期在该环境下使用易出现组件老化、损坏，导致设备使用寿命短，维护频率高，增加了使用成本，且无法持续稳定工作；（3）操作便捷性不足，现有装置多仅具备单一测温功能，测温数据需人工记录后手动录入智慧炼焦系统，无法实现数据实时传输和存储，且手持手感笨重、无防滑防烫设计，工作人员长时间巡检测温易疲劳，同时缺乏自检和异常报警功能，设备出现故障时无法及时发现，影响测温工作连续性和准确性，难以适配焦炉巡检智能化需求。

3、针对上述现有技术存在的不足，目前尚未提出有效的解决方案，因此，本技术提供一种能够克服上述缺陷，具备高精度、耐高温、抗干扰、操作便捷且适配焦化现场的手持式焦炉测温设备。

技术实现思路

1、为了改善现有技术中测温精度低、抗干扰能力弱、耐高温性能差、操作便捷性不足、无法实现数据实时传输的问题，实现精准测温、稳定耐用、操作轻便、数据实时上传，适配焦炉高温、多干扰现场巡检场景，降低工作人员劳动负荷，为焦炉智能调火和生产优化提供可靠数据支撑的技术效果，助力焦化行业智能制造升级，本技术提供一种手持式焦炉测温装置及实现方法。

2、第一方面，本技术提供的一种手持式焦炉测温装置采用如下的技术方案：

3、一种手持式焦炉测温装置，包括红外测温探头组件、信号处理与控制组件和手持操作组件；所述红外测温探头组件包括红外探测器、光学聚焦模块和防尘耐高温保护罩，所述红外探测器与光学聚焦模块通过密封卡扣固定连接，所述防尘耐高温保护罩套设于光学聚焦模块外侧；所述信号处理与控制组件与红外测温探头组件通过耐高温导线连接，所述信号处理与控制组件包括信号放大子模块、滤波子模块和主控芯片，所述信号放大子模块、滤波子模块和主控芯片通过焊接方式固定于耐高温pcb板上，所述pcb板表面涂覆耐高温绝缘涂层；所述手持操作组件分别与红外测温探头组件和信号处理与控制组件固定连接，所述手持操作组件包括耐高温防滑握柄、lcd显示屏幕、功能按键、蓝牙通信模块和适配焦炉看火孔的测温长杆，所述耐高温防滑握柄内部内置可充电锂电池，所述测温长杆与手持操作组件可拆卸固定连接，其长度适配焦炉看火孔操作高度，所述测温长杆前端与红外测温探头组件固定，所述测温长杆前端外径与焦炉看火孔内径一致，所述功能按键包括开机键、测温键、参数调节键和数据上传键，所述蓝牙通信模块与控制芯片电连接。

4、优选的，所述红外探测器采用高精度热电堆探测器，所述光学聚焦模块采用石英透镜，所述防尘耐高温模块采用耐高温石英材质。

5、优选的，所述红外测温探头组件还包括测温定位辅助子组件，所述测温定位辅助子组件与红外测温探头组件主体为固定连接，所述测温定位辅助子组件包括激光定位器，所述激光定位器发射的激光束与红外测温探头组件的采集方向一致。

6、优选的，所述红外测温探头组件的测温范围为700℃-1500℃，测温精度为±1℃，采样频率为1-5次/秒。

7、优选的，所述信号放大子模块采用高精度运算放大器，所述滤波子模块采用有源滤波电路，所述主控芯片采用低功耗单片机。

8、优选的，所述信号处理与控制组件还包括自检子模块和异常报警子模块，所述自检子模块和异常报警子模块均与主控芯片电连接。

9、优选的，所述信号处理与控制组件还包括数据存储子模块，所述数据存储子模块采用耐高温闪存芯片，所述数据存储子模块与主控芯片电连接。

10、优选的，所述耐高温防滑握柄采用耐高温硅胶材质，表面设置防滑纹路，所述lcd显示屏幕采用耐高温触控屏幕。

11、优选的，所述手持操作组件的耐高温防滑握柄外侧还套设有可拆卸的防烫隔热套，所述防烫隔热套采用陶瓷纤维隔热材质，所述耐高温防滑握柄尾部设置有充电接口，所述充电接口采用防水耐高温设计，所述测温长杆采用耐高温不锈钢材质，所述测温长杆表面涂覆防腐蚀涂层，所述测温长杆前端与红外测温探头组件连接处采用密封结构；所述手持操作组件的lcd显示屏幕还具备背光调节功能。

12、第二方面，本技术还提供一种手持式焦炉测温装置的实现方法，包括如下步骤：

13、s1：初始化设置，工作人员手持装置，按下开机键启动设备，内置锂电池为整个装置供电，信号处理与控制组件的自检子模块立即启动，对红外测温探头组件、手持操作组件进行全面自检，检测各组件连接是否正常、红外探测器是否能正常采集信号、lcd显示屏幕是否正常显示、蓝牙通信模块是否能正常工作及设备电量是否充足；若检测到异常，异常报警子模块启动蜂鸣器和led警示灯双重报警，同时lcd显示屏幕显示具体异常原因，工作人员排查故障后重新开机；若检测正常，设备进入待测温状态，lcd显示屏幕显示“待机就绪”及当前采样频率、蓝牙连接状态、电量信息；

14、s2：点位定位与参数调节，采用双人配合操作模式，前方工作人员携带看火孔开盖工具到达焦炉测温现场，找准目标看火孔，打开看火孔盖并做好防护；后方工作人员手持本测温装置，根据测温需求，按下参数调节键调节设备采样频率，启动测温定位辅助子组件的激光定位器，通过激光光斑辅助对准焦炉看火孔中心，同时调整测温长杆角度，确保长杆前端与看火孔精准对齐，因长杆前端外径与看火孔内径一致，可直接将装置前端盖合在看火孔上，实现密封测温；同时根据现场光照环境，调节lcd显示屏幕背光亮度，确保数据查看清晰；

15、s3：温度采集与信号处理，装置前端盖合在看火孔上后，后方工作人员按下测温键，红外测温探头组件开始工作，光学聚焦模块聚焦看火孔内的红外辐射信号，防尘耐高温保护罩配合长杆前端的密封结构，阻挡看火孔内高温烟气溢出和外界粉尘干扰，红外探测器将采集到的看火孔内红外辐射信号转换为微弱的电信号，通过耐高温导线传输至信号处理与控制组件；信号放大子模块对微弱电信号进行放大处理，滤波子模块采用有源滤波电路过滤掉焦炉现场的电磁干扰、烟气干扰等杂波信号，主控芯片将处理后的电信号转换为对应的温度数据，完成温度采集与处理；

16、s4：数据显示、存储与传输，主控芯片将转换后的温度数据传输至手持操作组件的lcd显示屏幕，实时显示当前测温点位的温度数值、测温时间；同时数据存储子模块自动存储该组测温数据，便于后续查询和导出；若需要实时上传数据，工作人员按下数据上传键，蓝牙通信模块与外部智慧炼焦系统或工作人员手机终端建立连接，将当前测温数据实时传输至外部终端，实现数据的智能化管理，无需人工手动录入；

17、s5：连续测温与状态监测，若需要对多个焦炉看火孔进行连续测温，保持双人配合模式，前方工作人员依次打开下一个看火孔盖，后方工作人员拆卸测温长杆与手持操作组件的连接，重复步骤s2-s4，将装置前端盖合在新的看火孔上，依次完成各看火孔的温度采集、处理、显示、存储与传输；测温过程中，信号处理与控制组件实时监测设备工作状态，若出现组件故障、信号干扰超标、电量不足等异常情况，立即触发异常报警，同时停止测温工作，lcd显示屏幕显示异常原因，后方工作人员及时移开装置，前方工作人员快速盖合看火孔盖，避免烟气大量溢出；若无需继续测温，后方工作人员按下开机键关闭设备，设备自动保存当前所有未上传的测温数据，进入待机休眠状态，降低能耗，前方工作人员盖合所有已测看火孔盖，完成测温准备工作；

18、s6：数据导出与故障维护，测温工作结束后，工作人员可通过蓝牙通信模块将数据存储子模块中存储的历史测温数据批量导出至外部智慧炼焦系统，用于焦炉温度趋势分析和加热工艺优化；若设备出现报警故障，根据lcd显示屏幕显示的异常原因，排查故障，故障排查完成后，重新启动设备即可恢复正常使用；定期对设备进行维护，拆卸防烫隔热套和防尘耐高温保护罩进行清洁，避免粉尘堆积影响测温精度和设备使用寿命。

19、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

20、1.本技术装置测温精度高、抗干扰能力强，本技术通过红外测温探头组件的光学聚焦模块聚焦目标点位红外辐射信号，防尘耐高温保护罩阻挡粉尘、烟气干扰，信号处理与控制组件的滤波子模块过滤电磁杂波，同时设置测温定位辅助子组件实现精准定位，配合主控芯片的温度补偿功能，使设备测温精度达到±1℃，采样频率可灵活调节，有效解决了现有装置抗干扰能力弱、测温误差大的问题，能够为焦炉加热工艺优化提供精准可靠的温度数据支撑，相较于现有装置，测温精度提升60%以上；

21、2.本技术耐高温性能优异、使用寿命长，其核心组件均采用耐高温材质，红外探头保护罩采用耐高温石英材质，信号处理与控制组件封装于耐高温金属外壳且pcb板涂覆耐高温绝缘涂层，手持握柄采用耐高温硅胶材质并配备陶瓷纤维防烫隔热套，充电接口采用防水耐高温设计，能够适配焦炉现场70-80℃以上、部分点位100℃以上的高温环境，有效避免组件老化、损坏，设备使用寿命延长至5年以上，相较于现有装置2-3年的使用寿命，维护频率降低50%，大幅降低了使用成本，同时确保设备能够长期稳定工作；

22、3.本技术操作便捷性高、适配智能化巡检需求，本技术设置激光定位辅助子组件，便于工作人员精准定位测温点位；具备数据实时传输、自动存储功能，可存储10000组以上历史数据，无需人工手动记录和录入系统，降低工作人员劳动负荷；lcd显示屏幕具备背光调节功能，适配不同光照环境；配备自检和异常报警功能，便于工作人员及时排查故障；内置大容量锂电池，续航时间不低于16小时，满足全天巡检测温需求，完全适配焦炉巡检智能化、精细化的发展趋势，提升测温工作效率30%以上；

23、4.本技术装置性价比高、通用性强，相较于国际上高精度的手持式焦炉测温产品，制造成本降低40%以上，能够为国内焦化企业量身定制，便于普及应用；测温范围为700℃-1500℃，可调节采样频率，适配焦炉直行温度、横排温度等不同点位的测温需求，通用性强，可广泛应用于钢铁、煤炭等行业的焦化生产环节，具有良好的市场应用前景；

24、5.本技术安全性高，手持握柄配备防烫隔热套，能够有效阻隔高温辐射，避免工作人员被烫伤；充电接口采用防水耐高温设计，避免焦炉粉尘、高温导致的充电故障和安全隐患；异常报警功能能够及时提醒设备故障，避免因设备故障导致的测温失误和安全风险，保障工作人员人身安全和测温工作的安全性。