一种中频感应熔炼炉炉漏检测系统及其检测方法技术方案

本发明专利技术公开一种中频感应熔炼炉炉漏检测系统及其检测方法,包括热电偶温度测量系统和COMSOL模型仿真系统，所述热电偶温度测量系统包括上位机软件系统和下位机硬件系统，所述上位机软件系统采用LabVIEW软件编写，该种中频感应熔炼炉炉漏检测系统及其检测方法通过热电偶测量系统和COMSOL模型仿真系统的配合进行中频感应熔炼炉炉漏预警，其热电偶测量系统具有成本低、安装便捷、易维护等优点，而COMSOL模型仿真系统的引入破除了其传统接触测量发采集精度低、测量区域窄、测量方式单一等缺点，同时通过采用LabVIEW软件编写的上位机软件系统进行辅助，提高了人机交互性和整体系统的智能化水平，整体系统具有一定的创新性和前瞻性。

【技术实现步骤摘要】
一种中频感应熔炼炉炉漏检测系统及其检测方法
本专利技术涉及中频炉炉漏检测
，尤其涉及一种中频感应熔炼炉炉漏检测系统及其检测方法。
技术介绍
中频感应熔炼炉在实际生产过程中，如果控制熔炼炉炉温的过程中炉温出现剧烈变化，或者熔炼炉内部温度出现长时间的温度过高以及长时间的炉温过低并且在一定时间内不能消除这种变化趋势，在这样的情况下容易诱发烧穿等严重的中频感应熔炼炉炉漏事故，因此，中频感应熔炼炉炉漏检测系统是工厂安全生产中很重要的一环，这一环节的疏忽与不稳定，不仅仅会带来钱财的损失，而且会对操作工人的人身安全带来巨大的隐患，从而影响公司的可持续发展，因此，有必要进行中频感应熔炼炉炉漏检测系统的研究与分析；中频感应熔炼炉炉漏检测系统的实现，主要是通过获取炉衬内壁温度场的分布情况，从而为外部硬件设备控制提供相应的控制参考信号，进而完成整体炉漏检测系统的设计，目前，针对炉衬内壁温度场的温度检测主要有以下方式，例如：(1)声学高温测量法该方法虽然具有测温精度高等优点，但是该方法也具有成本过高、抗干扰能力弱和设备故障率高等缺点；(2)基于图像处理的温度场测量法该方法虽然具有数字化程度高、操作简单、安装便捷等优点，但是其相机在复杂多变的工业环境影响下(例如高温、粉尘等)，采集的图形可能会产生少部分的畸变，从而影响其最终的图像处理结果，因此，在此种情况下，需要不断的进行相机镜头保养或更换等工作，从而产生巨大的人工成本费用，因此该测温方式也是存留有一部分问题的；(3)热电偶测量法该方法虽然具有坚固耐用，安装便捷，成本低廉等优点，但是也具有测量区域小等缺点。因此本专利技术提出一种中频感应熔炼炉炉漏检测系统及其检测方法以解决现有技术中存在的问题。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提出一种中频感应熔炼炉炉漏检测系统及其检测方法，该种中频感应熔炼炉炉漏检测系统及其检测方法通过热电偶测量系统和COMSOL模型仿真系统的配合进行中频感应熔炼炉炉漏预警，其热电偶测量系统具有成本低、安装便捷、易维护等优点，而COMSOL模型仿真系统的引入破除了其传统接触测量发采集精度低、测量区域窄、测量方式单一等缺点，同时通过采用LabVIEW软件编写的上位机软件系统进行辅助，提高了人机交互性和整体系统的智能化水平，整体系统具有一定的创新性和前瞻性。为实现本专利技术的目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种中频感应熔炼炉炉漏检测系统及其检测方法，包括热电偶温度测量系统和COMSOL模型仿真系统，所述热电偶温度测量系统包括上位机软件系统和下位机硬件系统，所述上位机软件系统采用LabVIEW软件编写；所述下位机硬件系统包括电源模块、九路热电偶温度采集模块、十二路IO口控制模块、外部控制模块、RS485转USB模块和PC电脑，所述电源模块的输出端分别与九路热电偶温度采集模块和十二路IO口控制模块连接，且十二路IO口控制模块的输出端与外部控制模块连接，所述九路热电偶温度采集模块和十二路IO口控制模块的输出端并联后与RS485转USB模块连接，所述USB模块与PC电脑连接。进一步改进在于：所述九路热电偶温度采集模块的九个输出端口均连接有热电偶传感器，九个所述热电偶传感器为K型热电偶。进一步改进在于：所述上位机软件系统包括管理模块和测试模块，所述管理模块包括用户登录、用户退出、增加用户、编辑用户、删除用户、修改密码和查询数据，所述测试模块包括通信采集、参数设置与校正、数据显示、数据存储与查询、超限报警和报表打印。进一步改进在于：九个所述热电偶传感器呈3*3*3的方式均匀分布在中频感应熔炼炉的上端侧、中端侧和低端侧，其中每层的三个所述热电偶传感器布置位置分别间隔120°。进一步改进在于：所述COMSOL模型仿真系统包括如下仿真步骤：L101：构建中频炉模型，主要进行上盖、底座、炉衬的长宽参数设置；L102：模型参数设置完成后进行网格构建，其构建单元选取为细化；L103：进行内热源材料、炉衬材料、上盖材料、底座材料的材料选型和材料属性修改；L104：设置热源温度、压强、压力的参数后，计算瞬态解；L105：分别在模型上端点、中端点和下端点处设置三个数据点进行二维端的温度曲线观测。进一步改进在于：所述步骤L104中设置的热源温度为1100℃。进一步改进在于：一种中频感应熔炼炉炉漏检测系统及其检测方法的检测方法，包括以下步骤：S101：搭建热电偶温度测量硬件系统，通过热电偶温度测量系统进行中频炉炉衬外侧温度点采集；S102：搭建温度场模型，收集相应的模型参数，并通过COMSOL软件进行温度扩散模型仿真，通过大量的软件仿真数据分析获取中频炉炉壁内侧到外侧的温度与炉衬厚度的对应关系曲线；S103：在多样本数据分析总结后，结合实际的工业应用情况，将相应的炉衬外壁温度与炉衬厚度对应的曲线规律通过算法写入上位机软件，上位机软件系统在进行温度数据时时采集时，不断的进行炉漏预警评估。本专利技术的有益效果为：该种中频感应熔炼炉炉漏检测系统及其检测方法通过热电偶测量系统和COMSOL模型仿真系统的配合进行中频感应熔炼炉炉漏预警，其热电偶测量系统具有成本低、安装便捷、易维护等优点，而COMSOL模型仿真系统的引入破除了其传统接触测量发采集精度低、测量区域窄、测量方式单一等缺点，同时通过采用LabVIEW软件编写的上位机软件系统进行辅助，提高了人机交互性和整体系统的智能化水平，整体系统具有一定的创新性和前瞻性。附图说明图1是本专利技术检测方法步骤示意图。图2是本专利技术下位机硬件系统组成示意图。图3是本专利技术热电偶传感器布置示意图。图4是本专利技术上位机软件系统功能划分示意图。图5是本专利技术COMSOL模型仿真系统仿真步骤示意图。图6是本专利技术COMSOL软件中频炉模型构建示意图。图7是本专利技术COMSOL软件中频炉模型网格构建示意图。图8是本专利技术COMSOL软件温度场仿真效果示意图。其中：1、电源模块；2、九路热电偶温度采集模块；3、十二路IO口控制模块；4、外部控制模块；5、RS485转USB模块；6、PC电脑；7、热电偶传感器。具体实施方式为了加深对本专利技术的理解，下面将结合实施例对本专利技术做进一步详述，本实施例仅用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术保护范围的限定。根据图1、2、3所示，本实施例提出了一种中频感应熔炼炉炉漏检测系统及其检测方法，包括热电偶温度测量系统和COMSOL模型仿真系统，所述热电偶温度测量系统包括上位机软件系统和下位机硬件系统，所述上位机软件系统采用LabVIEW软件编写；所述下位机硬件系统包括电源模块1、九路热电偶温度采集模块2、十二路IO口控制模块3、外部控制模块4、RS485转USB模块5和PC电脑6，所述电源模块1的输出端分别与九路热电偶温度采集模块2和十二路IO口控制模块3连接，且十二路IO口控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中频感应熔炼炉炉漏检测系统及其检测方法，其特征在于：包括热电偶温度测量系统和COMSOL模型仿真系统，所述热电偶温度测量系统包括上位机软件系统和下位机硬件系统，所述上位机软件系统采用LabVIEW软件编写；/n所述下位机硬件系统包括电源模块(1)、九路热电偶温度采集模块(2)、十二路IO口控制模块(3)、外部控制模块(4)、RS485转USB模块(5)和PC电脑(6)，所述电源模块(1)的输出端分别与九路热电偶温度采集模块(2)和十二路IO口控制模块(3)连接，且十二路IO口控制模块(3)的输出端与外部控制模块(4)连接，所述九路热电偶温度采集模块(2)和十二路IO口控制模块(3)的输出端并联后与RS485转USB模块(5)连接，所述USB模块(5)与PC电脑(6)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种中频感应熔炼炉炉漏检测系统及其检测方法，其特征在于：包括热电偶温度测量系统和COMSOL模型仿真系统，所述热电偶温度测量系统包括上位机软件系统和下位机硬件系统，所述上位机软件系统采用LabVIEW软件编写；
所述下位机硬件系统包括电源模块(1)、九路热电偶温度采集模块(2)、十二路IO口控制模块(3)、外部控制模块(4)、RS485转USB模块(5)和PC电脑(6)，所述电源模块(1)的输出端分别与九路热电偶温度采集模块(2)和十二路IO口控制模块(3)连接，且十二路IO口控制模块(3)的输出端与外部控制模块(4)连接，所述九路热电偶温度采集模块(2)和十二路IO口控制模块(3)的输出端并联后与RS485转USB模块(5)连接，所述USB模块(5)与PC电脑(6)连接。


2.根据权利要求1所述的一种中频感应熔炼炉炉漏检测系统及其检测方法，其特征在于：所述九路热电偶温度采集模块(2)的九个输出端口均连接有热电偶传感器(7)，九个所述热电偶传感器(7)为K型热电偶。


3.根据权利要求1所述的一种中频感应熔炼炉炉漏检测系统及其检测方法，其特征在于：所述上位机软件系统包括管理模块和测试模块，所述管理模块包括用户登录、用户退出、增加用户、编辑用户、删除用户、修改密码和查询数据，所述测试模块包括通信采集、参数设置与校正、数据显示、数据存储与查询、超限报警和报表打印。


4.根据权利要求2所述的一种中频感应熔炼炉炉漏检测系统及其检测方法，其特征在于：九个所述热电偶传感器(7)呈3*3*3的方式均匀分布...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈恒，李楠，
申请(专利权)人：西京学院，
类型：发明
国别省市：陕西;61