一种辊道窑炉氧气浓度检测系统技术方案

本实用新型专利技术涉及气体检测领域

【技术实现步骤摘要】
一种辊道窑炉氧气浓度检测系统


[0001]本技术涉及气体检测
，尤其是指一种辊道窑炉氧气浓度检测系统
。

技术介绍

[0002]锂电池材料的加工生产主要使用高温固相法，核心工序是将原材料按化学计量比均匀混合，在高温富氧或富氮环境下烧结，因此生产过程对于气氛浓度的要求非常高，直接关系到材料的成品质量
。
传统生产现场通常通过人工巡检的方式，在整个窑炉不同位置的气孔中进行抽气检测，以确定氧气浓度，这种方式人工成本较高，准确性与实时性也有待提高
。
氧气分析仪也被用于某些自动化窑炉生产现场，其结构包括氧气传感器
、
控制器和显示器，氧气传感器检测窑炉内气体的氧气浓度，并将检测到的数据发送至控制器，控制器再将其转化为数值显示，工作人员可以通过显示器上的数值确定窑炉中的氧含量是否合格
。
但若窑炉气体中混入材料粉尘等杂质，则会导致检测结果不准确，并且氧气分析仪的使用成本较高
。

技术实现思路

[0003]为此，本技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中对辊道窑炉中氧气浓度的检测中人工巡检的方案消耗的人工成本较高，而采用氧气分析仪进行检测的方案在窑炉气体中混入材料粉尘等杂质的条件下检测结果不准确，并且氧气分析仪的使用成本较高的问题
。
[0004]为解决上述技术问题，本技术提供了一种辊道窑炉氧气浓度检测系统，包括：
[0005]窑炉，内部包括窑炉气氛区；
[0006]控制采集模块，分别与信号发生器r/>、
锁相放大器通信连接，包括搭载可调谐半导体激光吸收光谱算法的主控芯片，输出控制信号；
[0007]信号发生器，分别与控制采集模块
、
激光器通信连接，接收所述控制采集模块发送的控制信号，输出电流信号；
[0008]激光器，设于窑炉内壁上，与信号发生器通信连接，接收所述信号发生器发送的电流信号，输出激光信号射入并穿过窑炉气氛区中心；
[0009]光电探测器，设于窑炉内壁上，所述激光器
、
窑炉气氛区中心
、
光电探测器三者位置处于一条直线上，窑炉气氛区中心在激光器和光电探测器中间，光电探测器接收激光器发出的激光信号，输出电流信号；
[0010]锁相放大器，与光电探测器
、
信号发生器通信连接，采集信号发生器输出的电流信号和光电探测器输出的电流信号，输出电流信号发送至所述控制采集模块，以便控制采集模块对锁相放大器发送的电流信号进行处理得到氧含量
。
[0011]进一步地，还包括显示屏，与控制采集模块连接，将控制采集模块得到的氧含量进行显示
。
[0012]进一步地，所述窑炉内壁上设计有1‑
N
个可安装激光器与光电传感器的位置
。
[0013]进一步地，一个所述激光器与一个所述光电探测器在窑炉中配合成一组检测模组使用，窑炉中设置检测模组的数量为：1‑
N。
[0014]进一步地，包括一条通信总线与所述辊道窑炉氧气浓度检测系统内的所有装置通信连接
。
[0015]进一步地，所述每一组检测模组使用一条信号线，每一组检测模组的信号线与所述总线连接
。
[0016]进一步地，所述信号发生器包括：
[0017]直流信号输出模组，产生并输出直流信号；
[0018]锯齿信号输出模组，产生并输出锯齿扫描信号；
[0019]正弦信号输出模组，产生并输出高频调制正弦信号
。
[0020]进一步地，所述窑炉包括：
[0021]底座；
[0022]窑体，窑体安装在底座上；
[0023]辊道，辊道安装在窑体内
。
[0024]进一步地，所述窑炉气氛区位于窑体内部
。
[0025]进一步地，所述窑体内包括：预热段
、
恒温段
、
冷却段，恒温段处于预热段与冷却段中间
。
[0026]本技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0027]本技术所述的一种辊道窑炉氧气浓度检测系统采用安装激光器与光电传感器并使用
TDLAS
技术来对辊道窑炉内的氧气浓度进行检测，利用了吸收信号的二次谐波与氧含量成正比的原理，利用锁相放大器提取二次谐波进行测量，大大降低了外部信号造成的干扰，显著提高了测量精度
。
并且本技术通过控制采集模块发出控制信号并接收吸收信号，实现对窑炉内部氧含量的实时自动化检测，解决了人工测量氧含量低效率且人力成本高的缺点，节省了人力成本
。
附图说明
[0028]为了使本技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本技术的具体实施例并结合附图，对本技术作进一步详细的说明，其中
[0029]图1是本技术一种辊道窑炉氧气浓度检测系统的结构图；
[0030]图2是本技术实施例一中的光电探测器接收端信号波形图；
[0031]图3是本技术实施例一中的提供的光电探测器接收信号与激光器入射信号差分后的吸收信号波形图；
[0032]图4是本专利技术实施例一提供的吸收信号的二次谐波波形图
。
具体实施方式
[0033]下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本技术的限定
。
[0034]实施例一：参照图1所示，本技术提供的一种辊道窑炉氧气浓度检测系统包括：
[0035]窑炉，窑炉上设有1‑
N
个可安装激光器与光电传感器的位置，一个激光器与一个光电探测器在窑炉中配合成一组检测模组使用，窑炉中设置检测模组的数量为：1‑
N
，并设有一条通信总线，总线与辊道窑炉氧气浓度检测系统内的所有装置连接
。
[0036]窑炉包括：
[0037]底座；
[0038]窑体，窑体安装在底座上，窑体包括预热段
、
恒温段
、
冷却段，恒温段处于预热段与冷却段中间；
[0039]辊道，辊道安装在窑体内；
[0040]窑炉气氛区，位于窑体内部
。
[0041]控制采集模块，包括搭载可调谐半导体激光吸收光谱算法的主控芯片，可以由
PLC、
单片机或工控机完成，分别与信号发生器
、
锁相放大器通信连接，其分别完成向信号发生器
(
电流控制器
)
发出控制指令和获取锁相放大器上传的信号并计算得到氧含量两项任务，同时向液晶屏传输数据以进行显示，控制采集模块包括：
[0042]信号输出单元，在模块中负责产生并输出控制信号，完成向信号发生器发出控制指令的任务；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种辊道窑炉氧气浓度检测系统，其特征在于：包括：窑炉，内部包括窑炉气氛区；控制采集模块，分别与信号发生器
、
锁相放大器通信连接，包括搭载可调谐半导体激光吸收光谱算法的主控芯片，输出控制信号；信号发生器，分别与控制采集模块
、
激光器通信连接，接收所述控制采集模块发送的控制信号，输出电流信号；激光器，设于窑炉内壁上，与信号发生器通信连接，接收所述信号发生器发送的电流信号，输出激光信号射入并穿过窑炉气氛区中心；光电探测器，设于窑炉内壁上，所述激光器
、
窑炉气氛区中心
、
光电探测器三者位置处于一条直线上，窑炉气氛区中心在激光器和光电探测器中间，光电探测器接收激光器发出的激光信号，输出电流信号；锁相放大器，与光电探测器
、
信号发生器通信连接，采集信号发生器输出的电流信号和光电探测器输出的电流信号，输出电流信号发送至所述控制采集模块，以便控制采集模块对锁相放大器发送的电流信号进行处理得到氧含量
。2.
根据权利要求1所述的一种辊道窑炉氧气浓度检测系统，其特征在于：还包括显示屏，与控制采集模块连接，将控制采集模块得到的氧含量进行显示
。3.
根据权利要求1所述的一种辊道窑炉氧气浓度检测系统，其特征在于：所述窑炉内壁上设计有1‑
N
个可安装激光器与光电传感器的位置

【专利技术属性】
技术研发人员：翟国平，刘新宇，
申请(专利权)人：江苏博涛智能热工股份有限公司，
类型：新型
国别省市：