陶瓷坯体烘干房余热利用监测系统的制作方法

1.本发明属于设备监测技术领域，具体是陶瓷坯体烘干房余热利用监测系统。


背景技术：

2.陶瓷坯体干燥是指陶瓷坯体中水分排除的过程。坯体经干燥后强度得到提高。这有利于搬运、装窑和烧成，水分减少能防止在烧成初期升温时因坯体水分大量排放而造成废品。坯体经干燥后留有2％左右的残余水分即可。过分干燥的坯体边角会有松脆现象。
3.陶瓷烘干房用于对陶瓷坯体进行烘干，现有技术中烘干房设置有余热利用装置，其工作原理为利用烘干房内供热装置排出的含有热量的热风，对进入烘干房的空气进行预热排湿，增加烘干房的余热的利用，减少烘干房加热空气的能耗。
4.但是现有技术中对于余热利用装置往往通过人工排查故障，用户不能够及时发现余热利用装置的故障，然后对其进行维修，致使余热利用装置发生故障后报警，造成了损失。


技术实现要素：

5.本发明提供了陶瓷坯体烘干房余热利用监测系统，用于解决陶瓷坯体烘干房余热供热监测的技术问题。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
7.陶瓷坯体烘干房余热利用监测系统，包括：
8.数据收集模块，用于收集余热利用装置的换热数据和设备数据，并发送至处理器；所述设备数据包括热部通道温度数据、冷部通道温度数据、热部通道振动数据以及冷部通道振动数据；
9.所述处理器，用于根据换热数据获取换热效率；当换热效率大于等于对应的预估效率时，不生成信息；当换热效率小于对应的预估效率时，生成检修信号，然后调取设备数据；所述预估效率的生成过程包括：
10.获取第一次安装后设定时间t内的换热效率，作为初始效率；然后每隔t时间获取关键点，设定时间t后，获取若干个关键点，然后根据若干个关键点构建线性回归方程，当回归系数小于设定阈值时，继续获取关键点，每获得一个关键点，便构建线性回归方程，获取回归系数，直至回归系数大于设定阈值；然后本周期结束，根据本周期构建的线性回归方程，获取下一周期t的预估效率；
11.处理器对设备数据进行故障诊断，生成故障信息，并将故障信息与检修信号打包发送至报警模块；所述故障信息包括热部故障信息和冷部故障信息；
12.所述报警模块，用于显示检修信号和故障信息。
13.进一步地，所述关键点的横坐标为总换热能量，所述关键点的纵坐标为换热效率。
14.进一步地，所述冷部通道温度数据和热部通道温度数据均通过若干个温度测量组获得，所述温度测量组包括若干温度传感器，所述温度传感器沿冷部通道或热部通道的中
心周向均匀设置。
15.进一步地，所述温度测量组的温度传感器之间交错分布有若干振动传感器，所述振动传感器构成振动测量组，用于获取热部振动数据和冷部振动数据。
16.进一步地，所述设备数据包括热部通道温度数据、冷部通道温度数据、热部通道振动数据以及冷部通道振动数据。
17.进一步地，所述冷部故障信息的获取过程包括：
18.获取冷部通道温度数据，计算每个温度数据组的特征值，当温度数据组的特征值大于设定阈值时，获取距离所述冷部的温度数据组最近的若干个热部通道的温度数据组，并计算特征值；当热部通道温度数据组的特征值均小于等于对应的设定阈值时，获取所述冷部的温度数据组对应位置的振动数据组进行分析，获取振动数据组中的振动数据的平均值，当平均值不在设定范围内时，生成冷部故障信息。
19.进一步地，所述热部故障信息包括：
20.当热部通道的若干个温度数据组的特征值中存在至少一个大于对应设定阈值时，获取对应组号的热部通道的振动数据组，获取振动数据组中的振动数据的平均值，当平均值不在设定范围内时，判断热部通道对应位置有故障，生成热部故障信息。
21.进一步地，所述温度数据组的特征值获取过程包括：获取温度数据组中的最大值和最小值，然后计算最大值和最小值的差即最大温差，然后将最大温差除以最小值即为特征值。
22.进一步地，所述换热数据包括热部数据和冷部数据，所述热部数据包括热部风速、热部压差、热部进口温度、热部出口温度、热部进口湿度以及热部出口湿度。所述冷部数据包括冷部风速、冷部压差、冷部进口温度、冷部出口温度、冷部进口湿度以及冷部进口湿度。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
24.本发明通过采集余热利用装置冷部和热部的进出口的数据，获取余热利用装置的换热效率，然后将其与预估效率进行比较，方便及时发现换热效率的劣化；然后获取设备数据，通过对设备数据进行故障分析，获取影响换热效率的故障的位置，方便检修人员及时对故障进行维修，减少了维修的时间，增加了维修的效率，降低了因为维修余热利用装置造成的能源的浪费。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本发明原理框图。
具体实施方式
27.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的
范围。
28.这里使用的术语用于描述实施例，并不意图限制和/或限制本公开；应该注意的是，除非上下文另有明确指示，否则单数形式的“一”、“一个”和“该”也包括复数形式；而且，尽管属于“第一”、“第二”等可以在本文中用于描述各种元件，但是元件不受这些术语的限制，这些术语仅用于区分一个元素和另一个元素。
29.如图1所示，陶瓷坯体烘干房余热利用监测系统，包括：
30.数据收集模块，所述数据收集模块用于收集余热利用装置的换热数据和设备数据，所述换热数据包括热部数据和冷部数据，所述热部数据包括热部风速、热部压差、热部进口温度、热部出口温度、热部进口湿度以及热部出口湿度。所述冷部数据包括冷部风速、冷部压差、冷部进口温度、冷部出口温度、冷部进口湿度以及冷部进口湿度。
31.对于余热利用装置，设置有出风通道和进风通道，出风通道为烘干房内部设置带有热度的热风排出的通道即热部，进风通道为外部清洁的冷空气进入到烘干房内部的通道即冷部，热风与空气在余热利用装置中进行换热，空气的含热量增加，热风的含热量减少。获取冷部通道的横截面积然后通过压力及风速即可进一步获取对应的进风量和出风量。数据收集模块将换热数据发送至处理器。
32.数据收集模块接收处理器发送的设备数据请求信号，然后采集设备数据，所述设备数据包括热部通道侧壁的温度数据、冷部通道侧壁的温度数据、热部通道侧壁的振动数据、冷部通道的振动数据。
33.冷部通道和热部通道的侧壁上设置有若干个温度测量组，所述温度测量组包括若干个温度传感器，所述温度传感器沿冷部通道或热部通道的中心周向设置。温度传感器测量冷部通道或热部通道侧壁上的温度。故对温度传感器测量的温度数据进行编号和分组，传感器所测量的温度数据均有其对应的编号和组号，需要说明的是，同一编号的温度传感器安装位置在冷部通道或者热部通道的同一条轴线上。
34.所述热部通道侧壁的振动数据和冷部通道的振动数据，均通过振动传感器获得，冷部通道和热部通道的侧壁上设置有若干个振动测量组，所述振动测量组包括若干个振动传感器，所述振动传感器沿冷部通道或热部通道的中心周向设置。振动传感器测量冷部通道或热部通道侧壁上的振动。故对振动传感器测量的振动数据进行编号和分组，传感器所测量的振动数据均有其对应的编号和组号，需要说明的是，同一编号的振动传感器安装位置在冷部通道或者热部通道的同一条轴线上。所述振动传感器与温度传感器沿管道中心交错分布。
35.所述处理器根据换热数据获取换热效率，所述换热效率的计算公式如下：
36.μ＝(tl
×
sl
×
v1)/(tr
×
sr
×
v2)
37.其中μ为换热效率，tl为冷部进出口温度差，sl为冷部的出口的横截面积，v1为冷部出口的气流速度，tr为热部进出口温度差，sr为热部的出口的横截面积，v2为热部出口的气流速度。
38.当换热效率大于等于对应的预估效率时，说明余热利用装置的换热效率符合余热利用装置的换热效率随着设备运行折损的变化，余热利用装置的运行状态正常。
39.当换热效率小于对应的预估效率时，生成设备数据请求信号发送至对应的数据收集模块处，数据收集模块收集余热利用装置的设备数据；对余热利用装置的设备数据进行
故障分析，获取导致换热效率低于预估效率的原因。
40.所述预估效率的获取过程包括：获取初始换热效率，所述初始换热效率可通过上述公式计算获得，初始效率为余热利用装置安装后，第一次运行时在设定时间t内的换热效率；然后在第一周期内，获取余热利用装置的运行总换热量以及换热效率，建立线性回归方程，并作为第二周期的预估效率的计算公式；第二周期结束后，依据第二周期内余热利用装置的运行总换热量以及换热效率，建立线性回归方程，并作为第三周期的预估效率的计算公式；以此类推。
41.每次进行换热后，热量对余热利用装置的换热设备都会造成损耗，影响使用寿命和散热效率，热量对于换热设备造成的影响从整体来说并不一定成线性关系，但是在一定的范围内是可以通过线性回归方程预估的。需要说明的是第一周期、第二周期以及第三周期等的线性回归系数均大于设定阈值，第一周期、第二周期以及第三周期等的时间可以相同，也可以不同，但均大于设定周期时间。也就是说，在距离上一周期结束的时间大于设定周期时间后，处理器每隔一段时间获取本周期至今的线性回归系数，当线性回归系数大于设定阈值时，本周期结束，获取线性回归方程。
42.设备数据的故障分析过程包括：
43.获取冷部通道温度数据，计算每个温度数据组的特征值，所述温度数据组的特征值获取过程包括，获取温度数据组中的最大值和最小值，然后计算最大值和最小值的差即最大温差，然后将最大温差除以最小值即为特征值；当特征值小于等于设定阈值时，不生成信息；当特征值大于设定阈值时，获取特征值对应的温度数据组的组号，然后根据组号获取温度数据组的安装位置，获取距离所述温度数据组最近的若干个热部通道的温度数据组，并计算特征值；
44.当热部通道温度数据组的特征值均小于等于对应的设定阈值时，获取所述冷部通道温度数据组的对应的振动数据组；获取振动数据组中的振动数据的平均值，当平均值不在设定范围内时，判断冷部通道对应位置有故障，生成冷部故障信息，所述冷部故障信息包括故障的位置信息；当平均值在设定范围内时，不生成故障信息；
45.当热部通道温度数据组的特征值中存在至少一个大于对应设定阈值时，获取对应组号的热部通道的振动数据组，获取振动数据组中的振动数据的平均值，当平均值不在设定范围内时，判断热部通道对应位置有故障，生成热部故障信息，所述热部故障信息包括故障的位置信息；当平均值在设定范围内时，不生成故障信息；
46.报警模块，所述故障显示模块用于显示热部故障信息和冷部故障信息。
47.上述公式中的数据均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。
48.本发明的工作原理：本发明通过计算换热效率，然后将换热效率与根据线性回归方程获得的预估效率进行比较，判断换热效率是否劣化，当换热效率发生劣化时进行故障分析，获取故障发生的位置，当余热利用装置中局部发生劣化时，其局部温度会远大于或小于周围位置的温度，通过获取特征值会发现故障发生的位置，便于维修管理人员进行处理。
49.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施
例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
50.以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。