[发明专利]一种测量微波辅助高温裂解反应器床层表面温度分布的装置及方法

说明书

本发明公开了一种测量微波辅助高温裂解反应器床层表面温度分布的装置及方法，本发明的装置包括非接触式测温仪、数据处理工作站、微波发生器及由微波反应器，微波反应器内填充吸波材料床层，微波反应器置于微波发生器内，微波发生器连有温控仪和接触式测温仪，接触式测温仪的测温端插入在吸波材料床层的表层内测温；非接触式测温仪对准微波发生器的吸波材料床层表面，用于检测床层的表面温度；非接触式测温仪与数据处理工作站连接。本发明采用接触式测温仪控制吸波材料床层的温度，同时矫正非接触式测温仪的测量准确性，对吸波材料床层的床层温度分布进行测量，实现对微波加热过程中高温温度分布的准确测量，适用于相关科学研究和工业化生产领域。

技术领域

本发明涉及非常规条件下的测温领域，具体是涉及一种微波场中高温裂解反应器床层温度分布的测量装置及方法。

背景技术

微波辅助高温裂解反应器具有反应连续性和高效性（CN 204211672 U）。准确测量反应器中床层表面的温度分布有益于改进微波加热不均匀而引起的温度分布不均匀，进而提高反应效率和产品质量。由于微波加热过程中的温度分布具有复杂性，因此探索用于微波高温中稳定且精准的测量方法具有重要意义。

目前，微波场中应用广泛的测温手段主要有：光纤、热电偶接触式测温和红外热像仪非接触式测温。其中光纤测温方法适用于低温环境，而热电偶测温方法适用于高温环境，且会受被接触介质的物理性质及高功率微波环境下电磁波照射所产生的电流发热现象的影响。光纤、热电偶接触式测温只能测出传感器所在位置的温度。红外热像仪非接触式测温手段在微波加热设备中的应用较多，其测量方式多数是将红外热像仪、显示装置与微波加热设备连接来，然后进行温度分布的测量（CN 209787501U CN 207135307U CN 107543843ACN 110095502A ），但若要对微波加热设备中物体表面温度进行精准测量，则必须要考虑辐射率参数，即要求不同物体的表面对红外能量的衰减情况做出补偿，而且高温高功率环境对非接触式测温的影响较大，导致其精准度下降。因此，高功率微波环境下，采集热像图的准确性是微波加热工业化道路上的瓶颈。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种测量微波辅助高温裂解反应器床层表面温度分布的装置及方法。

所述的一种测量微波辅助高温裂解反应器床层表面温度分布的装置，其特征在于：包括非接触式测温仪、数据处理工作站、微波发生器以及由透波耐高温材质制成的微波反应器，所述微波反应器内填充吸波材料床层，微波反应器置于微波发生器内，微波发生器连有温控仪和接触式测温仪，接触式测温仪的测温端伸入微波发生器内并插入在吸波材料床层的表层内进行测点温度；所述微波发生器的顶部设有开口并在开口处罩设有金属高温防护罩，金属高温防护罩顶部设有测温开口，所述非接触式测温仪安装于金属高温防护罩的测温开口正上方并对准微波发生器的吸波材料床层表面，用于采集检测吸波材料床层的表面温度；其中，非接触式测温仪通过导线与数据处理工作站连接。

所述的一种测量微波辅助高温裂解反应器床层表面温度分布的装置，其特征在于：所述金属高温防护罩的侧部设有金属屏蔽管，接触式测温仪的测温端穿过所述金属屏蔽管伸入微波发生器的吸波材料床层的表层内，且接触式测温仪与金属屏蔽管之间设置高温隔热材料进行隔热固定；所述接触式测温仪为热电偶。

所述的一种测量微波辅助高温裂解反应器床层表面温度分布的装置，其特征在于：所述非接触式测温仪为红外热像仪或核磁共振测温仪。

所述的一种测量微波辅助高温裂解反应器床层表面温度分布的装置，其特征在于：还包括冷冻防护罩和金属支架板，金属支架板包括底板A及设置在底板A上表面的支撑板；所述金属高温防护罩顶部位于所述测温开口的两侧分别设有隔热棉，金属支架板的底板A设置在所述隔热棉上，冷冻防护罩连接于金属支架板的支撑板上，非接触式测温仪置于冷冻防护罩内；其中，底板A的中心设置透视孔并在透视孔处配合设置透视窗，非接触式测温仪、透视窗、金属高温防护罩顶部测温开口及微波发生器内的吸波材料床层在竖直方向对齐；其中，金属高温防护罩上部罩设有防微波泄漏装置。