监测氧化自热性硫化矿堆温度的方法技术

本发明专利技术公开了一种监测氧化自热性硫化矿堆温度的方法，其特征在于包括以下步骤：应用非接触感温仪器测定矿堆温度；通过模拟实验，得到不同感温距离、感温角度、不同环境条件，以及不同硫化矿堆参数与非接触感温仪的误差之间的拟合函数；用拟合函数修正感温仪器读数的误差，从而监测现场矿堆表面的温度，进而预测硫化矿堆自燃的危险性。用该方法监测矿堆温度，监测精度高，作业快捷、方便、安全、成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及硫化矿自燃预测预报领域，尤其涉及硫化矿温度的监测。
技术介绍
破碎后堆积的硫化矿石堆与空气接触时，会发生氧化而放出热量，若氧 化生成的热量大于其向周围散发的热量时，矿堆能自行增高其温度，温度升 高又加速其氧化速度，在一定外界条件下，局部的热量可以积聚，矿堆不断 自热升温直到其着火温度，从而引发自燃火灾。由此可看出，监测矿堆的温 度是预测预报其自燃发火的一个重要途径。然而，矿堆温度的监测依赖于方 便可靠的温度监测技术。由于现场矿堆体积大、形状多变、块度大小不均、 周围环境不尽相同、各点温度变化很大，而且采矿条件(特别是在矿堆出现 自燃的情况下)往往限制了接触式温度测定技术的应用，常用的温度监测仪 器，如水银温度计、半导体温度计、表面温度计等不能适用要求。因此，寻 找新的温度检测仪器和专利技术新的温度监测技术具有重要的实际意义。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种方便、快捷、可靠和适用于有氧化自热性硫化 矿堆温度监测的非接触测定的新方法。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案包括以下步骤(1)应用非接触 感温仪器测定矿堆温度；(2)通过模拟实验，得到不同感温距离、感温角度、 不同环境条件，以及不同硫化矿堆参数与非接触感温仪的误差之间的拟合函 数；(3)用数模修正感温仪器读数的误差，从而监测现场矿堆表面的温度， 进而预测硫化矿堆自燃的危险性。本专利技术的优点是(1)解决了由于现场矿堆体积大、形状多变、块度大 小不均、周围环境不尽相同、各点温度变化很大，采矿条件(特别是在矿堆 出现自燃的情况下)限制了接触式温度测定技术应用的缺点；(2)矿堆温度测量精度高；(3)矿堆温度监测作业快捷、方便、安全、成本低；(4) Raytek 便携式红外测温仪，价格便宜，其体积较小、坚固，可装在口袋里，使用时只需对准矿堆，无需接触，扣动扳机，不到一秒钟即可在显示屏上指示读数， 经过本专利技术所建立的数模换算，借助计算机很快就可以得到现场矿堆的温度。 附图说明图l:菱形矿块表面测点的布置 图2:粉状和小块矿堆表面点的布置图3:建立红外感温仪器读数与矿堆表面实际温度之间关系的实验装置布 置示意图具体实施方式 具体实验条件和方法如下使用的主要测温仪有1) CENTER多点接触式测温仪，用于测定矿堆表面的实际温度，其特点是测量精度高、速度快，可以连续测定，借助相关软件可将测定结果在计算机上做成图表。2) Raytek便携式红外测温仪，其体积较 小、坚固，可装在口袋里，只需对准目标，无需接触，扣动扳机，不到一秒 钟即可在显示屏上读取热的、危险的或难以接触物体的表面温度。红外测温 仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成; 光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量，红外能量聚焦在光电探测器上 并转变为相应的电信号，该信号再经换算转变为被测目标的温度值。实验过程中的环境条件室内温度为15. 1°C-29.4°C;相对湿度为49% -94%;分别在雨天、晴天、阴天测定。实验所用材料高硫铁矿(粉状)、大块硫化矿、小块硫化矿。实验设 计的硫化矿堆的各个指标如下粉状高硫铁矿堆体积长19.5 cm，宽17.5 cm,高9cm;大块菱形状硫化矿石的长、短轴为18 cm和8 cm，厚约4 cm; 小块硫化矿堆块径约5cm。少量矿堆一般很难聚集热量，因此对粉状高硫铁矿堆用彩虹牌电热暖器 (中型)作为内热源4进行加热；而对于大块硫化矿、小块硫化矿堆，由于 内热源加热的效果不明显，则分别用S63-10坩埚电阻炉、汉巴(HANBA)可 编程式高温试验箱加热到153'C后再置于环境中冷却，并进行表面温度的测由于矿样表面不光滑，近似取几个代表性样点进行测量，大块菱形矿块 测量点(5点)的布置如图1所示；粉状高硫铁矿堆和小块锥形矿堆的测点(5点)布置如图2所示；实验室建立红外感温仪器读数与矿堆表面实际温度之 间关系的实验装置布置示意图如图3所示。用Raytek便携式红外测温仪1和CENTER多点接触式测温仪2同时测量 矿样表面的相同点，其中接触式传感器测量的温度为准确值。改变Raytek便携式红外测温仪的感温距离、感温角度，在不同环境条件 (包括环境温度、湿度、环境温度与硫化矿堆温差等)、不同硫化矿堆参数 (包括矿物组成、块度、湿度、体积等)下，重复开展有关测定。根据上述三类矿样自身特点，分别以间距10cm lm对粉状高硫铁矿、大 块硫化矿块、小块硫化矿堆进行测量；分别以垂直表面及与表面成一定角度 对大块硫化矿块进行测量。表1列出了一组粉状高硫铁矿堆的表面温度测量 结果。表1粉状高硫铁矿堆表面测点温度值<table>table see original document page 5</column></row><table>注A代表Raytek红外测温仪所测量结果；B代表接触式测温仪测量结果；C代表热源温度以粉状硫化矿堆为例，将其测量误差与测量距离的关系用MATLAB中的函 数polyfit进行拟合，得y=-0. 4549x3+ 0. 6938x2 -0. 0591x+ 0. 0002，其中 x为测量距离(m), y为测量误差。当满足条件测量距离为O. l lm，测量角 度为0 90°，环境温度为15. 1 29.4°C，粉矿硫化矿粒度为40 300目，环 境相对湿度为49% 94%，矿样温度为15. 1 47.4°C，其拟合效果很好。在现场应用中，根据红外检测仪的指示读数，将其输入计算机，并由计 算机中的误差拟合关系方程式可计算矿堆表面的真实温度，进而预测硫化矿 堆自燃的危险性。权利要求1.一种，其特征在于包括以下步骤(1)应用非接触感温仪器测定矿堆温度；(2)通过模拟实验，得到不同感温距离、感温角度、不同环境条件，以及不同硫化矿堆参数与非接触感温仪的误差之间的拟合函数；(3)用拟合函数修正感温仪器读数的误差，从而监测现场矿堆表面的温度，进而预测硫化矿堆自燃的危险性。全文摘要本专利技术公开了一种，其特征在于包括以下步骤应用非接触感温仪器测定矿堆温度；通过模拟实验，得到不同感温距离、感温角度、不同环境条件，以及不同硫化矿堆参数与非接触感温仪的误差之间的拟合函数；用拟合函数修正感温仪器读数的误差，从而监测现场矿堆表面的温度，进而预测硫化矿堆自燃的危险性。用该方法监测矿堆温度，监测精度高，作业快捷、方便、安全、成本低。文档编号G01K13/00GK101308047SQ200710034939公开日2008年11月19日 申请日期2007年5月18日 优先权日2007年5月18日专利技术者超 吴, 明 李, 李珞铭, 阳富强, 歌 高 申请人:中南大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种监测氧化自热性硫化矿堆温度的方法，其特征在于包括以下步骤：（１）应用非接触感温仪器测定矿堆温度；（２）通过模拟实验，得到不同感温距离、感温角度、不同环境条件，以及不同硫化矿堆参数与非接触感温仪的误差之间的拟合函数；（３）用拟合函数修正感温仪器读数的误差，从而监测现场矿堆表面的温度，进而预测硫化矿堆自燃的危险性。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴超，阳富强，高歌，李珞铭，李明，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]