一种光热电站吸热器外壁温测量装置及方法制造方法及图纸

本申请涉及领域塔式光热发电站领域，涉及一种光热电站吸热器外壁温测量装置及方法。本发明专利技术为解决现有技术的通过红外热像仪测量实现对表面温度的检测精度不高及进口高性能红外热像仪价格昂贵的技术问题。提供一种测量装置，该测量装置包括：至少一路外壁温度获取部件，用于捕获光热电站吸热器外壁热辐射能量对应的热图像，形成彩色图像视频信息和黑白图像视频信息；吸热器温度处理部件，用于将所述视频信息对应处理为彩色图像和黑白图像；根据所述彩色图像和黑白图像，分别对应得到当前吸热器的位置值及该位置值对应的吸热器的实际温度值。

A device and method for measuring the outer wall temperature of the heat absorber in the photothermal power plant

The application relates to the field of tower type photothermal power station, and relates to a device and method for measuring the outer wall temperature of an absorber of a photothermal power station. The invention solves the technical problems of the existing technology that the detection accuracy of the surface temperature is not high through the measurement of the infrared thermal imager and the price of the imported high-performance infrared thermal imager is expensive. A measuring device is provided, which includes: at least one outer wall temperature acquisition component for capturing the thermal image corresponding to the heat radiation energy of the outer wall of the heat receiver of the optical thermal power station, forming the color image video information and the black and white image video information; a temperature processing component for processing the video information into the color image and the black and white image; according to the color image Image and black-and-white image respectively correspond to the position value of the current heat receiver and the actual temperature value of the heat receiver corresponding to the position value.

【技术实现步骤摘要】
一种光热电站吸热器外壁温测量装置及方法
本申请涉及领域是塔式光热发电站领域，具体而言，涉及一种光热电站吸热器外壁温测量装置及方法。
技术介绍
在塔式光热发电站中，需要使用大量的定日镜将太阳光热量聚焦到吸热器上用以收集太阳能。在不同的日期和同一天不同的时间段，太阳光的DNI(直接辐射)能量和定日镜的光学效率也都是变化的，加之云层、风速、风向等气象条件的影响，使得吸热器负荷和温度等参数常常处于动态变化中。塔式光热电站的吸热器，为接收定日镜的辐射能，通常采用受热面裸露布置方式，散热损失较大，设计中往往通过降低受热面积的方式来降低散热损失，这导致吸热器表面热流密度极高，比如熔盐吸热器表面平均热流密度达600kW/㎡以上，最大热流密度达1200kW/㎡以上。这种高热流密度增加了受热面金属迎光侧的金属壁温和工质的膜温。壁温和膜温的增加带来如下严重问题：从金属看，吸热器本就处于650℃左右的高温工质环境，少量的温度正偏差就对金属的耐温能力提出了极大的挑战，导致其容易出现超温失效；而从工质看，工质膜温的增加对于熔盐工质吸热器而言，一是温度升高后熔盐对金属材料的腐蚀性也随之增加，二是熔盐膜温升高到超过其分解温度后将出现气化、变质现象，也将严重降低熔盐冷却能力，反过来也会加重吸热器金属超温程度。鉴于上述问题，目前通常采用红外热像仪测量吸热器红外发射图像的方式实现对表面温度的检测。按通常的配置方案，一台吸热器需要配置8台高精度红外热像仪，红外热像仪与吸热器受热面间测量距离远，对吸热器表面温度测量精度要求高，这种高性能红外热像仪目前都是进口高端产品，价格及其高昂，而且设备对使用环境的要求高，测量精度和测量的可靠性都受环境影响大。
技术实现思路
本申请提供一种光热电站吸热器外壁温测量装置及方法，以解决现有技术的通过红外热像仪测量实现对表面温度的检测精度不高的技术问题及进口高性能红外热像仪价格昂贵的成本问题。本申请的实施例通过如下方式实现：一种光热电站吸热器外壁温测量装置包括：至少一路外壁温度获取部件，用于捕获光热电站吸热器外壁辐射热能对应的热图像，并形成彩色图像视频信息和黑白图像视频信息；以及吸热器温度处理部件，用于将所述彩色图像视频信息和黑白图像视频信息对应处理为彩色图像和黑白图像；根据所述彩色图像和黑白图像，分别对应得到当前吸热器的位置值及该位置值对应的吸热器的实际温度值。有益效果：通过获取光热电站外壁同一时刻热辐射能量对应的热图像，经过数据转换处理后黑白图像和彩色图像的重合性，得到当前装置对应的管屏各位置温度。该方法能有效屏蔽环境条件对测量精度和测量可靠性的影响，同时能极大降低测量装置的成本投入。进一步的，所述外壁温度信息获取部件包括：成像及分光装置，用于捕获光热电站吸热器外壁辐射热能对应的热图像，并将其分成三路热图像；以及图像采集装置，用于捕获同一时刻同一范围三路热图像，形成一路彩色视频信息和两路黑白视频信息。有益效果：同一时刻，通过光学方法从同一对象辐射成像中分离出两路黑白图像及一路彩色图像，通过图像采集装置得到视频信号，为后续数据处理提供准确数据源。进一步的，所述吸热器温度处理部件包括：图像采集卡，用于分别对应将所述彩色视频信息和两路黑白视频信息处理为对应的图像信息；以及，温度值处理装置，用于根据所述彩色图像和黑白图像，通过双波长测温方法处理得到当前吸热器的位置值及该位置值对应的吸热器的实际温度值。有益效果：通过双色比测温法处理两路黑白图像(两路辐射能灰度图像值)，计算得到吸热器表面温度；同时，通过黑白图像与彩色图像叠加处理，计算得到所述吸热器表面温度对应的位置参数。进一步的，一种光热电站吸热器外壁温测量装置还包括与温度值处理装置连接的吸热器温度实时显示装置，所述温度吸热器温度实时显示装置实时显示所述吸热器的位置值及该位置值对应的吸热器的温度值。进一步的，实际温度值＝测量温度值+修定值；修订值＝标定工况测量温度值-标定值；所述测量温度值是通过该光热电站吸热器外壁温测量装置测得的温度值；所述标定工况测量温度值是通过该光热电站吸热器外壁温测量装置在特定工况下测得的温度值；所述标定值是通过热电偶对同一位置温度测量获取的。有益效果：对同一位置进行温度标定，有利于更真实测量该位置温度值。进一步的，四路外壁温度信息获取部件均匀设置于光热电站吸热器外壁四个方向；所述成像装置成像点中心位于光热电站吸热器外壁表面的热负荷最高处。有益效果：设置正东、正西、正南、正北四个方向，能准确测量这四个方向的光热电站吸热器外壁温度值。进一步的，一种光热电站吸热器外壁温测量装置还包括X路外壁温度信息获取部件，所述X路外壁温度信息获取部件均匀设置4个方向之外的其他位置，所述X为大于0的自然数。有益效果：增加X路外壁温度信息获取部件，能提高光热电站吸热器外壁测量精度。进一步的，所述成像装置视野范围覆盖光热电站吸热器外壁表面周向至少1/4的采集区域，即所述采集区域指的是与吸热器中心夹角至少为90°的吸热器表面区域，高度方向至少覆盖吸热器有效受热面区域。进一步的，所述成像装置是摄像头，所述摄像头底面与地面呈约45度布置。有益效果：鉴于视野区域高度尺寸大于宽度尺寸，而成像装置像素规格均为宽度尺寸大于高度尺寸，例如1024×768、640×480像素，特别地，本专利技术对成像装置和图像采集装置(摄像头)整体旋转90度布置，使得对视野的图像采集宽度尺寸小于高度尺寸，更能充分利用像素点，提高图像分辨率，从而提高温度检测精度。一种光热电站吸热器外壁温测量方法包括：捕获光热电站吸热器外壁热辐射能量对应的热图像，形成彩色图像视频信息和黑白图像视频信息；将所述视频信息对应处理为彩色图像和黑白图像；然后分别对应得到当前吸热器的位置值及该位置值对应的吸热器温度值；采用该方法不仅能有效屏蔽环境条件对测量精度和测量可靠性的影响，同时能极大降低测量装置的成本投入。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本申请实施例提供的外壁温测量装置示意图；图2为本申请实施例提供的受热面管迎光侧和背光侧温度点位置示意图；图3为本申请实施例提供的工程实例示意图；图4为本申请另一实施例提供的工程实例示意图。图标：1-吸热器外表面2-热图像3-成像装置4-黑白CCD摄像头5-彩色CCD摄像头6-黑白图像采集卡7-彩色黑白图像采集卡8-吸热器温度处理及显示部件。具体实施方式下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。实施例一：如图1所述，一种光热电站吸热器外壁温测量装置包括：至少一路外壁温度获取部件，用于捕获光热电站吸热器外壁辐射热能对应的热图像，形成彩色图像视频信息和黑白图像视频信息；以及吸热器温度处理部件，用于将所述彩色图像视频信息和黑白图像视频信息对应处理为彩色图像和黑白图像；根据所述彩色图像和黑白图像，经过处理后得出实际温度值，并将该温度值与吸热器实际几何位置进行对应。其中，所述外壁温度信息获取部件包括：1)成像装置，用于捕获光热电站吸热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光热电站吸热器外壁温测量装置，其特征在于包括：至少一路外壁温度获取部件，用于捕获光热电站吸热器外壁辐射热能对应的热图像，形成彩色图像视频信息和黑白图像视频信息；以及，吸热器温度处理部件，用于将所述彩色图像视频信息和黑白图像视频信息对应处理为彩色图像和黑白图像；根据所述彩色图像和黑白图像，分别对应得到当前吸热器的位置值及该位置值对应的吸热器的实际温度值。

【技术特征摘要】
1.一种光热电站吸热器外壁温测量装置，其特征在于包括：至少一路外壁温度获取部件，用于捕获光热电站吸热器外壁辐射热能对应的热图像，形成彩色图像视频信息和黑白图像视频信息；以及，吸热器温度处理部件，用于将所述彩色图像视频信息和黑白图像视频信息对应处理为彩色图像和黑白图像；根据所述彩色图像和黑白图像，分别对应得到当前吸热器的位置值及该位置值对应的吸热器的实际温度值。2.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于所述外壁温度信息获取部件包括：成像装置，用于捕获光热电站吸热器外壁辐射热能对应的热图像，并将其分成三路热图像；以及，图像采集装置，用于捕获同一时刻同一区域内三路热图像，形成一路彩色视频信息和两路黑白视频信息。3.如权利要求2所述的测量装置，其特征在于所述吸热器温度处理部件包括：图像采集卡，用于分别对应将所述彩色视频信息和两路黑白视频信息处理为对应的图像信息；以及，温度值处理装置，用于根据所述彩色图像和黑白图像，通过双波长测温方法处理得到当前吸热器的位置值及该位置值对应的吸热器的实际温度值。4.如权利要求2或3所述的测量装置，其特征在于还包括与温度值处理装置连接的吸热器温度实时显示装置，所述吸热器温度实时显示装置实时显示所述吸热器的位置值及该位置值对应的吸热器的温度值。5.如权利要求4所述的测量装置，其特征在于所述实际温度值＝测量温度值+修订...

【专利技术属性】
技术研发人员：奚正稳，李平，罗银恒，
申请(专利权)人：东方电气集团东方锅炉股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51