Способ основан на механическом размещении контактным способом на диагностируемой поверхности полупроводниковых керамических шайб — термисторов. Все термисторы соединяются электрическим способом с одной стороны по каждой диагонали. С другой стороны соединяются электрическим способом по каждой вертикали электрически изолированно от корпуса нагревательного оборудования. Таким образом, на диагностируемой поверхности образуется матрица из датчиков температуры — термисторов. Последовательный опрос программным способом каждого термистора в каждый момент времени формирует матричное поле значений сопротивлений, которые отражают реальные температуры на поверхности диагностируемого нагревательного оборудования.
В настоящее время существуют разные способы непрерывного контроля изменений температуры на поверхностях технологического оборудования, основанные на:
- Математической обработке показаний температурных датчиков, размещённых на корпусе или в футеровочном слое нагревательного оборудования.
- Использовании изотопов в футеровочном слое нагревательного оборудования.
- Применении инфракрасной термографии.
- Использование ультразвуковых волн и т.п.
Наиболее близок к заявляемому способу — способ измерения температуры математической обработкой показаний температурных датчиков, размещённых на корпусе нагревательного оборудования.
Также близок к заявляемому способу — способ измерения температуры наружной поверхности нагревательного оборудования на всех его участках, или выборочно на одном из участков без остановки работы оборудования с использованием приборов инфракрасного спектра измерения температуры, термографа, тепловизора или пирометров.
Главными недостатками выше поименованных способов являются дороговизна реализации конструктивного исполнения и сложность монтажа непосредственно на диагностируемой поверхности оборудования.
В качестве альтернативы предлагается относительно дешевый и простой в монтаже на корпусе технологического оборудования матричный полупроводниковый способ непрерывного контроля изменений температуры.
Заявляемый способ основывается в формировании на корпусе оборудования матрицы из относительно недорогих и удобных в монтаже контактным способом полупроводниковых керамических шайб — термисторов.
Последовательный опрос программным способом каждого термистора формирует матричное поле температур в реальном времени на поверхности нагревательного оборудования.
Рис. № 9.1. Электрическая схема реализации матричного способ непрерывного контроля изменений температуры на поверхностях технологического оборудования.
Способ обладает единственным недостатком, заключающимся в том, что чувствительность (место-определение температурной аномалии) зависит от шага температурной матрицы.
Технический результат — идентификация начала распространения потенциально опасных аномальных мест тепловой напряжённости корпуса нагревательного оборудования промышленного производства
В первую очередь это относится:
- Диагностика изменений в объёмном распространении дефлаграционного горения внутри технологического оборудования, связанные с внешними и внутренними факторами.
- Диагностика качества футеровки нагревательного оборудования промышленного производства
Заявленный способ одинаково подходит для решения выше поименованных задач, поэтому для примера рассмотрим применение и реализацию предлагаемого способа к диагностике футеровки промышленной печи.
Любая футеровка промышленного нагревательного оборудования со временем выгорает и разрушается, а основным критерием начала развития проблемы всегда является небольшое повешение температуры корпуса оборудования в определённом месте.
Задача ранней диагностики начала развития таких потенциально опасных мест и является предлагаемый способ.
В конструктивном плане термисторы являются идеальными датчиками матричного контроля температуры. Это связано в первую очередь с их конструктивным исполнением в виде керамических шайб различной формы, см. рис. № 9.2.
Рис. № 9.2. Варианты термисторов.
Такие керамические шайбы достаточно просто монтируются на корпус нагревательного оборудования, внося несущественные конструктивные изменения, связанные исключительно с механическими креплениями самих шайб.
Рис. № 9.3. Схема крепления термисторов на корпусе диагностируемого оборудования.
Аппаратная часть реализуется на базе предлагаемых промышленностью уже готовых коммутирующих электронных модулей, управляемых компьютером и одного модуля АЦП.
Программная часть способа управления последовательным опросом и измерением “состояния” каждого термистора в каждый момент времени может быть достаточно просто реализована.
ВЫВОД:
Заявленный способ позволяет на любых стальных поверхностях контролировать температурные изменения и определять их локализацию. Точность локализации будет зависеть от шага матрицы термисторов на поверхности стального листа.