高温炉中的热成像制造技术

用于通过炉壁中的开口对高温炉的内部空间进行热成像的设备和方法。外壳容纳刚性管道镜的至少一部分。外壳具有端口，其用于通过外壳吸入周围空气，以冷却刚性管道镜，并且传送空气通过外壳的端部处的孔且将空气传送到炉中。摄像头操作性地连接到刚性管道镜上，但定位成使得它与传送通过外壳的空气隔离开。

Thermal imaging in a high temperature furnace

Apparatus and method for thermal imaging of an internal space of a high temperature furnace by an opening in a furnace wall. The housing accommodates at least a portion of the rigid tubular mirror. The housing has a port for absorbing ambient air through the housing to cool the rigid pipe mirror and transmit air through the hole at the end of the housing and transmit air to the furnace. The camera is operative to be attached to the rigid tube mirror, but positioned so that it is separated from the air passing through the housing.

【技术实现步骤摘要】
高温炉中的热成像
本公开涉及获取高温炉中的温度数据。特别地，本公开涉及用于获取高温炉中的温度数据的热成像设备和方法。
技术介绍
高温工业过程的能量效率是重要的。对于许多过程，诸如氢生产，过程的效率与监测/保持炉中的某些温度的能力有关。测量具有复杂的几何构造特征的区域中的温度可能会带来特别的挑战。例如，当测量几何构造特征的特定位置处的温度时，获得特征上的特定位置处的测量的不一致性可导致测量不一致。通过容许使用更准确的数据来进行过程控制，更精确地监测特征上的特定位置处的温度可容许提高能量效率。本行业渴望获取热图像来改进炉运行和改进能量效率。在现有技术中，公开了热成像装置，其中通过视口使数字摄像头瞄准且“拍摄”高温炉的内部的照片，来获得数字图像。摄像头仅仅短时间暴露于来自炉的热辐射，因而避免损伤摄像头。本行业渴望有一种热成像装置，它可用来在延长时段里获取热图像，而不必移除热成像装置。本行业渴望有一种可修改且可置于炉上的各种位置处的热成像装置。本行业渴望有一种便携式且自持式热成像装置。而且在现有技术中是使用水或压缩空气来主动冷却的热成像装置。水冷式系统具有需要将水源连接到热成像系统上的缺点。压缩空气冷却式系统具有需要将压缩空气源连接到热成像系统上的缺点。本行业渴望有一种不需要诸如由压缩冷却空气或冷却水提供的主动冷却的热成像装置。本行业渴望有一种稳定可靠且可经受住炉运行变化(包括炉压力变化)的热成像装置。一些现有技术的热成像系统还具有需要在炉中制作额外的孔的缺点。本行业渴望有一种能够在不需要在炉中制作额外的孔的情况下，安装到高温炉上的热成像设备。本行业渴望有一种可在最小程度地修改高温炉的情况下安装的热成像装置。
技术实现思路
在下面概述本专利技术的若干方面。在下文中，在下面概述本专利技术的具体方面。放在圆括号中的参考标号和表达提到了下面参照附图进一步阐明的示例实施例。但是，参考标号和表达仅仅是说明性的，并且不将方面局限于示例实施例的任何特定构件或特征。方面可制定成权利要求，其中在合适的时候省略放在圆括号中的参考标号和表达或者用其它代替它们。方面1.一种用于通过炉的壁(110)中的开口对高温炉的内部空间(100)进行热成像的设备，该设备包括：摄像头(10)，其包括光学传感器；刚性管道镜(20)，其包括：伸长壳，其具有观察端(22)和传感器端(24)；以及在伸长壳内的多元件中继透镜组件，其具有用于将刚性管道镜(20)观察到的实像引导到摄像头(10)的至少两个光学零件，观察端(22)包括透镜，刚性管道镜(20)的传感器端(24)操作性地连接到摄像头(10)上；外壳(30)，其具有传感器端部分(34)和观察端部分(32)，并且在外壳(30)内限定内部空间，内部空间容纳刚性管道镜(20)的至少一部分，外壳(30)和刚性管道镜(20)的至少一部分在它们之间限定通道(35)，外壳(30)的传感器端部分(34)对应于刚性管道镜(20)的传感器端(24)，外壳(30)的观察端部分(32)对应于管道镜(20)的观察端(22)，观察端部分(32)限定与通道(35)处于流体连通的孔(25)，孔(25)协作地布置成容许实像传送到刚性管道镜(20)的观察端(22)，外壳(30)具有操作性地设置在传感器端部分(34)和观察端部分(32)之间的端口(40)，端口(40)与通道(35)处于流体连通，其中，摄像头(10)操作性地设置在通道(35)的外部和端口(40)的外部；以及分隔部件(50)，其操作性地设置成阻碍通道(35)和摄像头(10)之间的流体连通。方面2.方面1的设备，其中，透镜由选自下者的材料制成：蓝宝石、石英和氟化钙。方面3.方面1或方面2的设备，其中，刚性管道镜(20)的伸长壳具有外表面，其中，外表面具有加强热传递表面几何构造。方面4.方面1至3中的任一方面的设备，其中，透镜操作性地设置在外壳(30)的内部空间内。方面5.方面1至4中的任一方面的设备，其中，分隔部件(50)设置在外壳(30)的内部。方面6.方面5的设备，其中，分隔部件(50)在外壳(30)的内壁部分和刚性管道镜(20)的伸长壳的外壁部分之间形成流阻挡件。方面7.方面1至6中的任一方面的设备进一步包括操作性地连接到外壳(30)的传感器端部分(34)上的容器(90)，其中，容器(90)容纳摄像头(10)。方面8.方面7的设备进一步包括电池(60)，其操作性地连接到摄像头上，以对摄像头(10)提供功率，其中，容器(90)容纳电池(60)。方面9.方面8的设备进一步包括操作性地连接到电池(60)上的太阳能电池板(65)，太阳能电池板设置在容器(90)的外部。方面10.方面7至9中的任一方面的设备进一步包括操作性地连接到摄像头(10)上的控制器(75)，其中，容器90容纳控制器(75)。方面11.方面7至10中的任一方面的设备进一步包括无线发射器(70)，其操作性地连接到摄像头(10)上，以将图像从摄像头(10)传输到计算机，其中，容器(90)容纳无线发射器(70)。方面12.方面7至11中的任一方面的设备，进一步包括记忆体储存器，其操作性地连接到摄像头上，以存储摄像头获取的图像，其中，记忆体储存器容纳在容器(90)中。方面13.方面7至12中的任一方面的设备，其中，分隔部件(50)设置在容器(90)的内部。方面14.方面7至13中的任一方面的设备，其中，容器(90)是防风雨容器(90)。方面15.方面7至14中的任一方面的设备进一步包括连接器(98)，连接器(98)将容器(90)连接到外壳(30)上。方面16.方面15的设备，其中，分隔部件(50)设置在连接器(98)中。方面17.前述方面中的任一方面的设备进一步包括操作性地设置在光学传感器和刚性管道镜(20)的观察端(22)之间的波长过滤器。方面18.前述方面中的任一方面的设备，其中，分隔部件(50)包括密封件，密封件在通道(35)和摄像头(10)之间提供不透流体的分隔。方面19.方面1至17中的任一方面的设备，其中，分隔部件(50)包括止回阀。方面20.前述方面中的任一方面的设备，其中，刚性管道镜(20)的伸长壳在观察端(22)处渐缩且在透镜处终止。方面21.前述方面中的任一方面的设备，其中，孔(25)在通道(35)和高温炉的内部空间(100)之间提供流体连通。方面22.前述方面中的任一方面的设备，其中，端口(40)在外壳(30)外部的环境和通道(35)之间提供流体连通。方面23.前述方面中的任一方面的设备进一步包括耐火块(80)，耐火块(80)限定通过其中的腔体，其中，外壳(30)的观察端部分(32)的至少一部分设置在耐火块(80)的腔体内，耐火块(80)协作地布置成容许实像传送到刚性管道镜(20)的观察端(22)。方面24.方面23的设备，其中，炉壁中的开口还充当视口，设备进一步包括视口门板(82)，其中，外壳(30)附连到视口门板(82)上，其中，外壳(30)穿过视口门板(82)，其中，视口门板(82)设置在端口(40)和外壳(30)的观察端部分(32)之间，以及其中，耐火块(80)附连到视口门板(82)上。方面25.方面24的设备进一步包括附连到视口门板(82)和高温炉外壁(86)上的铰接件(84)(以便容许本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于通过高温炉的壁中的开口对所述高温炉的内部空间进行热成像的设备，所述设备包括：摄像头，其包括光学传感器；刚性管道镜，其包括：伸长壳，其具有观察端和传感器端；以及在所述伸长壳内的多元件中继透镜组件，其具有用于将所述刚性管道镜观察到的实像引导到所述摄像头的至少两个光学零件，所述观察端包括透镜，所述刚性管道镜的所述传感器端操作性地连接到所述摄像头上；外壳，其具有传感器端部分和观察端部分，并且在所述外壳内限定内部空间，所述内部空间容纳所述刚性管道镜的至少一部分，所述外壳和所述刚性管道镜的所述至少一部分在它们之间限定通道，所述外壳的所述传感器端部分对应于所述刚性管道镜的所述传感器端，所述外壳的所述观察端部分对应于所述管道镜的所述观察端，所述观察端部分限定与所述通道处于流体连通的孔，所述孔协作地布置成容许所述实像传送到所述刚性管道镜的所述观察端，所述外壳具有操作性地设置在所述传感器端部分和所述观察端部分之间的端口，所述端口与所述通道处于流体连通，其中，所述摄像头操作性地设置在所述通道的外部和所述端口的外部；以及分隔部件，其操作性地设置成阻碍所述通道和所述摄像头之间的流体连通。

【技术特征摘要】
2015.12.09 US 14/9636441.一种用于通过高温炉的壁中的开口对所述高温炉的内部空间进行热成像的设备，所述设备包括：摄像头，其包括光学传感器；刚性管道镜，其包括：伸长壳，其具有观察端和传感器端；以及在所述伸长壳内的多元件中继透镜组件，其具有用于将所述刚性管道镜观察到的实像引导到所述摄像头的至少两个光学零件，所述观察端包括透镜，所述刚性管道镜的所述传感器端操作性地连接到所述摄像头上；外壳，其具有传感器端部分和观察端部分，并且在所述外壳内限定内部空间，所述内部空间容纳所述刚性管道镜的至少一部分，所述外壳和所述刚性管道镜的所述至少一部分在它们之间限定通道，所述外壳的所述传感器端部分对应于所述刚性管道镜的所述传感器端，所述外壳的所述观察端部分对应于所述管道镜的所述观察端，所述观察端部分限定与所述通道处于流体连通的孔，所述孔协作地布置成容许所述实像传送到所述刚性管道镜的所述观察端，所述外壳具有操作性地设置在所述传感器端部分和所述观察端部分之间的端口，所述端口与所述通道处于流体连通，其中，所述摄像头操作性地设置在所述通道的外部和所述端口的外部；以及分隔部件，其操作性地设置成阻碍所述通道和所述摄像头之间的流体连通。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述透镜由选自蓝宝石、石英和氟化钙的材料制成。3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述分隔部件设置在所述外壳的内部。4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备进一步包括：操作性地连接到所述外壳的所述传感器端部分上的容器，其中，所述容器容纳所述摄像头；以及电池，其操作性地连接到所述摄像头上，以对所述摄像头提供功率，其中，所述容器容纳所述电池。5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述设备进一步包括操作性地连接到所述电池上的太阳能电池板，所述太阳能电池板设置在所述容器的外部。6.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述设备进一步包括操作性地连接到所述摄像头上的控制器，其中，所述容器容纳所述控制器。7.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述设备进一步包括无线发射器，其操作性地连接到所述摄像头上，以将图像从所述摄像头传输到计算机，其中，所述容器容纳所述无线发射器。8.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述设备进一步包括记忆体储存器，其操作性地连接到所述摄像头上，以存储所述摄像头获得的图像，其中，所述记忆体储存器容纳在所述容器中。9.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述分隔部件设置在所述容器的内部。10.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述设备进一步包括连接器，所述连接器将所述容器连接到所述外壳上。11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述分隔部件设置在所述连接器中。12.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述刚性管道镜的所述伸长壳在所述观察端处渐缩，并且在所述透镜处终止。13.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备进一步包括：耐火块，所述耐火块限定通过其中的腔体，其中，所述外壳的所述观察端部分的至少一部分设置在所述耐火块的所述腔体内，所述耐火块协作地布置成容许所述实像传送到所述刚性管道镜的所述观察端；以及视口门板，其中，所述外壳附连到所述视口门板上，其中，所述外壳穿过所述视口门板，其中，所述视口门板设置在所述端口和所述外壳的所述观察端部分之间，以及其中，所述耐火块附连到所述视口门板上。14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，所述摄像头和所述刚性管道镜可作为子组件从所述外壳移除；其中，所述子组件可安装在第二外壳中，所述第二外壳具有传感器端部分和观察端部分，并且在所述第二外壳内限定内部空间，其中，当所述子组件安装在所述第二外壳中时，所述第二外壳的所述内部空间容纳所述刚性管道镜的至少一部分，所述第二外壳和所述刚性管道镜的所述至少一部分在它们之间限定通道，所述第二外壳的所述传感器端部分对应于所述刚性管道镜的所述传感器端，所述第二外壳的所述观察端部分对应于所述管道镜的所述观察端，所述第二外壳的所述观察端部分限定与所述第二外壳的所述通道处于流体连通的孔，其中，所述孔协作地布置成容许所述实像传送到所述管道镜的所述观察端，所述第二外壳具有端口，所述端口操作性地设置地所述传感器端部分和所述第二外壳的所述观察端部分之间，其中，所述第二外壳的所述端...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵琰，XJ李，
申请(专利权)人：气体产品与化学公司，
类型：发明
国别省市：美国,US