AT410041B - Method and device for recording measurement data in a metallurgical plant - Google Patents

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AT410041B
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D21/00Arrangements of monitoring devices; Arrangements of safety devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
    • F27B3/10Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
    • F27B3/28Arrangement of controlling, monitoring, alarm or the like devices

Description


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    Die Erfindung betrifft ein Verfahren, sowie eine Einrichtung zur Aufnahme und Übertragung von Messdaten in einem Hüttenwerk. The invention relates to a method and a device for recording and transmission of measurement data in a metallurgical plant. 



    Ein Hüttenwerk besteht aus einer oder mehreren Anlagen zur Gewinnung oder Weiterverarbei- tung von einem oder mehreren metallischen und/oder nichtmetallischen Werkstoffen. A smelting plant consisting of one or more plants for the recovery or further processing of one or more metallic and / or nonmetallic materials.  Dieses Hüt- tenwerk ist insbesondere ein Eisenhüttenwerk, bestehend vorzugsweise aus einer Kokerei, und/ oder einer Sinterei, und/oder einem Reduktionsaggregat, und/oder einem Einschmelzaggregat, und/oder einem Aggregat zur sekundärmetallurgischen Behandlung, und/oder einem Stahlerzeu- gungsaggregat, insbesondere einem Stahlerzeugungskonverter und/oder einem Elektrolichtbogen- ofen, und/oder einer Giessvorrichtung, und/oder einer Stranggiessanlage etc. This Hüt- is tenwerk particular a metallurgical plant, preferably consisting of a coking plant, and / or a sintering plant, and / or a reduction unit, and / or a smelting plant, and / or a unit for secondary metallurgical treatment, and / or steel production unit, in particular a steelmaking converter and / or an electric arc furnace, and / or a coating device, and / or a continuous casting etc.

    Nachdem sich bei- spielsweise die Stahlerzeugung von einem vielerorts empirischen, zu einem wissenschaftlich an- spruchsvollen Prozess entwickelt hat, wird insbesondere in der Aufzeichnung aller prozessrelevan- ten Daten des Stahlherstellungsprozesses eine hohe Priorität erkannt. After accession has game, the steel production by a many places empirical to a scientifically demanding process develops, a high priority is recognized especially in the recording of all process-relevant data of the steel manufacturing process.  Für eine Prozessoptimie- rung, für eine Steigerung der Qualität des Produktes, wie auch zur Vermeidung langer Stillstands- zeiten durch Materialgebrechen, ist es heutzutage unabdingbar eine ständige objektive Überwa- chung des Stahlerzeugungsprozesses durchzuführen. For process optimization, for an increase in the quality of the product, as well as to avoid long downtime due to material defects, it is now imperative a permanent objective supervision to perform monitoring of the steelmaking process.  Dabei werden Sensoren zur Aufnahme pro- zessrelevanter physikalischer, chemischer oder anderer technischer Eigenschaften verwendet Der Begriff Sensor bezeichnet dabei ein Bauteil, welches unmittelbar mit der Messgrösse in Kontakt steht, und diese Messgrösse in eine, zumeist elektronisch, weiterverarbeitbare Form wandelt. In this case, sensors are used to record process-relevant physical, chemical or other technical properties The term sensor designates a component which is directly related to the measured quantity is in contact, and this measured quantity converts in a, mostly electronic, further processed form.

    Die Erfassung der Mess- oder Prozessdaten besteht unter anderem aus der Datenaufnahme, der Da- tenübertragung sowie der Datenauswertung. The detection of the measurement or process data is tenübertragung among others from the data recording, the DA and the data analysis. 



    Im Stand der Technik sind verschiedene Prozessüberwachungssysteme im Stahlwerk bekannt. In the prior art, various process control systems in the steel plant are known. 



   Schwierigkeiten treten bei hohen Umgebungstemperaturen, und anderen Beeinträchtigungen, wie Staub, Korrosion oder mechanischen Belastungen auf. Difficulties arise at high ambient temperatures, and other impairments such as dust, corrosion or mechanical loads.  Insbesondere bei beweglichen Teilen ist die Signalübertragung problematisch. In particular, in moving parts, the signal transmission is problematic. 



    Aus dem Stand der Technik sind Losungen zur Funkübertragung von Daten bei Zentralhei- zungsanlagen, beispielsweise nach dem Dokument EP0635812A1, oder zur kabelgestützten Über- tragung von Daten in der Papierindustrie, beispielsweise nach dem Dokument EP0908555A2, be- kannt. From the state of the art solutions for radio transmission of data at Zentralhei- heating systems are, for example, according to the document EP0635812A1, or for cable-based over- transmission of data in the paper industry, for example, according to the document EP0908555A2, known.  Diese Lösungen sind durchwegs nicht fur eine Anwendung in der Hütten- bzw Stahlindust- rie geeignet. These solutions are entirely unsuitable for an application in the metallurgical or Stahlindust- rie. 



    Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur kostengünstigen und störungsarmen Erfassung und Übertragung von Mess- und Prozessdaten in einem Hüttenwerk, insbesondere bei der Gewinnung und/oder Umformung von metallischen und/ oder keramischen Werkstoffen einzufuhren Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss entsprechend dem Verfahren nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1, sowie entsprechend der Vor- richtung entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 5 gelöst. The invention is therefore based on the object to provide a method and a device for low-cost and low noise recording and transmission of measurement and process data in a metallurgical plant, in particular in the extraction and / or forming of metallic and / or ceramic materials introduce This object according to the invention is correspondingly the method according to the characterizing portion of claim 1 and according to the pre-direction according to the characterizing part of claim 5 dissolved. 



    Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung werden Informationen durch Funksig- nale von einem Sensor zu einer Abfrageeinheit, und gegebenenfalls umgekehrt übertragen, und ist der Sensor über Funksignale abfragbar ist. According to a particular embodiment of the invention, information by radio signals from a sensor to an interrogation unit and, optionally, vice versa, and the sensor can be interrogated via radio signals.  Durch die verwirklichte drahtlose Ubertragung der Messinformationen werden keine stationären Messleitungen zur Übertragung der Daten mehr be- nötigt. By realized wireless transmission of measurement information no fixed measuring lines for transmitting the data compels more loading.  Damit entfällt auch die kostspielige Adaption der störungsanfälligen Messleitungen an die besonderen, weil problematischen, Umgebungsbedingungen in einem Huttenwerk, insbesondere in einem Stahlwerk Thus the costly adaptation of error-prone test leads eliminates the special because problematic environmental conditions in a Hutten work, particularly in a steel mill 
 Eine derartige Messdatenerfassung besteht aus folgenden Schritten: Such data acquisition consists of the following steps: 
 Einer Datenaufnahme, die jene Teile des Verfahrens und der Einrichtung kennzeichnet, welche unmittelbar mit der Aufnahme der Messgrösse in Zusammenhang stehen. A data collection that identifies those parts of the method and device, which are directly related to the recording of the measured variable in context.

    Einer Datenübertragung, die jene Teile des Verfahrens und der Einrichtung kennzeichnet, welche unmittelbar mit der Über- tragung der Messgrösse in ein Mess-Signal, und mit der Übertragung des Mess-Signals in Zu- sammenhang stehen. A data transmission that identifies those parts of the method and device, which are directly related to the transmission of the measured variable into a measurement signal, and with the transmission of the measuring signal in inlet connexion.  Einer Datenauswertung, die jene Teile des Verfahren und der Einrichtung kennzeichnet, welche unmittelbar mit der Auswertung des Mess-Signals in Zusammenhang ste- hen. A data analysis, which identifies those parts of the method and apparatus, which STE hen directly with the evaluation of the measuring signal in context.  Unter einer Messgrösse versteht man eine gemessene oder zu messende quantitative und qualitative Eigenschaft oder ein Merkmal einer physikalischen Erscheinung, das sich in einem zah- lenmässigen Wert ausdrücken lässt. Under a measured variable refers to a measured or measured quantitative and qualitative property or a characteristic of a physical phenomenon which can be expressed in a payment lenmässigen value.  Die beschriebene Einrichtung besteht aus zwei wesentlichen Bestandteilen: Mindestens einer Abfrageeinheit, und mindestens einem Funksensor. The device described consists of two main components: At least one interrogation unit and at least one wireless sensor.

    Die Abfrage- einheit kann mittels elektromagnetischer Signale, beispielsweise durch Mikrowellen, einen oder mehrere Sensoren abfragen Das ist möglich, da jeder Sensor seine Messdatenübertragung mit The interrogation unit may be by means of electromagnetic signals, for example by microwaves, to query one or more sensors This is possible because each sensor's measurement data transfer with 

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  seinem spezifischen Identifikationscode kombiniert, und damit von der Abfrageeinheit eindeutig identifiziert wird. combines its specific identification code and is therefore uniquely identified by the interrogator.  Diese Identifikation ist durch die speziellen Eigenschaften der Oberflächenwellen, insbesondere deren ausgeprägter Laufzeitabhängigkeit möglich. This identification is made possible by the special properties of the surface waves, in particular their distinctive runtime dependency.  Durch Verzögerungsleitungen kann so eine reflektierte Welle eindeutig einem speziellen Sensor zugeordnet werden. By delay lines as a reflected wave can be uniquely associated with a particular sensor.  Die ver- wendbaren elektromagnetischen Wellen umfassen ein weites Spektrum und schliessen sowohl elektromagnetische Wellen im Frequenzbereich von 100 MHz bis 3 GHz, wie auch Mikrowellen, das sind elektromagnetische Wellen in einem Frequenzbereich von 3 bis 300 GHz, ein. The comparable reversible electromagnetic waves comprise a wide range and include both electromagnetic waves in the frequency range of 100 MHz to 3 GHz, as well as microwaves, which are electromagnetic waves in a frequency range from 3 to 300 GHz, a.

    Eine be- sonders vorteilhafte Ausführung der Erfindung liegt dabei im Bereich von 400MHz bis 2,5GHz, insbesondere in einem Bereich von 1 GHz bis zu 2,5GHz. A loading Sonders advantageous embodiment of the invention is in the range from 400MHz to 2.5GHz, in particular in a range from 1 GHz to 2.5GHz. 



    Eine vorteilhafte Realisierung der vorliegenden Erfindung ergibt sich dadurch, dass als Sensor selbst, oder als wesentliche Bauteile eines Sensors Oberflachenwellenfilter eingesetzt werden. An advantageous implementation of the present invention results from the fact that be used as a sensor itself, or as essential components of a sensor surface acoustic wave filter. 



   Durch einen Oberflächenwellenfilter wird das von der Abfrageeinheit gesendete Signal in eine Oberflächenwelle umgewandelt. By a surface acoustic wave filters the signal transmitted from the interrogation unit signal is converted into a surface wave.  Die Oberflächenwelle wird in der Folge durch eine Wechselwir- kung mit der jeweiligen Messgrösse verändert, reflektiert, und durch das Oberflächenwellenfilter in ein elektromagnetisches Signal rückgewandelt. The surface acoustic wave is changed in the sequence by an interaction with the respective measurement variable, reflected and converted back by the surface acoustic wave filter in an electromagnetic signal.  Die Oberflächenwelle erfährt dabei unbedingt die vollständige Information der Messung. The surface wave undergoes must quote the full information of the measurement.  Im elektromagnetischen Signal, welches an die Abfrageein- heit zurückgesendet wird, ist nun sowohl die Messgrösse, wie auch die Identifikationsinformation des Sensors enthalten In the electromagnetic signal, which is sent back to the integrated Abfrageein- is now both the measured variable, as also include the identification information of the sensor 
 Der Sensor selbst liegt zumeist in einer integrierten Bauweise vor, kann aber auch zwei oder mehrteilig ausgeführt sein. The sensor itself is usually present in an integrated design, but may be two or multi-part design.  Arbeitet der Sensor aktiv, ist es denkbar, dass er in kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Abständen selbständig Signale an die Abfrageeinheit sendet. the sensor operates active, it is conceivable that it automatically sends in continuous or discontinuous intervals signals to the interrogation unit.

    Um Mess- Störungen sowie Fehler durch den Funkkanal zu vermeiden, wird häufig eine Differenzmessung angewandt. To avoid measuring faults and errors caused by the radio channel, a differential measurement is often used.  Sowohl die Antenne des Sensors, der Sensor selbst, wie auch sein Gehäuse sind nach den jeweiligen technischen Erfordernissen aus hochtemperaturbeständigem, und stossfestem Material gefertigt, wobei insbesondere das Gehäuse den Sensor vor Temperatur, insbesondere vor Strahlungswärme, vor Staub und anderen schädlichen Umgebungseinflüssen schützen soll. Both the antenna of the sensor, the sensor itself, as well as its housing, according to the particular technical requirements of high temperature resistant and shockproof material, wherein in particular the housing to protect the sensor against temperature, especially from radiant heat, dust and other harmful environmental influences.  Der funkabfragbare Sensor arbeitet zumeist passiv, dh ohne Versorgungsleitung zu einer Energie- quelle. The funkabfragbare sensor works mostly passively, ie without supply line to a source of energy. 



    Da die Sensoreinheit passiv arbeitet, kann sie in vielfältiger Weise und vielerorts eingesetzt werden, und unterliegt nicht weiter der Einschränkung einer stationären Versorgungsleitung. Since the sensor unit is passive, it can be used in many ways and in many places, and not subject to further restriction of a stationary supply line.  Durch Verwendung hochtemperaturbeständiger und schlagfester Werkstoffe kann die Sensoreinheit auch an Stellen eingesetzt werden, die besonderen Umgebungseinflüssen, insbesondere höherer Tem- peratur, ausgesetzt sind. By using high-temperature resistant and impact-resistant materials, the sensor unit can also be used in places that special environmental conditions, particularly higher tem- perature, are exposed.  Durch die eindeutige Zuordnung des Mess-Signals zu einem Sensor, können mehrere Sensoren über eine Abfrageeinheit abgefragt werden, wodurch zusätzlich Kosten gespart werden. The clear allocation of the measured signal to a sensor, multiple sensors can be queried via an interrogation unit, which also costs. 



    Mit dieser Methode kann z B. die Temperatur an verschiedenen Einrichtungen, insbesondere an Hüttengefässen, bestimmt werden, etwa die Temperatur am Mantel eines Konverters, oder einer Pfanne, zur Bestimmung möglicher Durchbruchstellen, oder die Temperatur am Mantel und den Kühleinrichtungen eines Elektrolichtbogenofens. With this method, for example, the temperature at various devices, in particular to lodge vessels, be determined as the temperature on the jacket of a converter or a ladle, to determine possible break-in points, or the temperature at the jacket and the cooling means of an electric arc furnace.  Unter dem Begriff Hüttengefäss werden sämtliche The term cabin vessel, all 
 Einrichtungen eines Hüttenwerkes, insbesondere eines Stahlwerkes zusammengefasst, die zur temporären Aufnahme des Zwischen- oder Endproduktes dienen. combined facilities of a metallurgical plant, in particular a steel plant, which serve for the temporary accommodation of the intermediate or final product.  Darunter versteht man insbe- sondere einen Stahlwerkskonverter oder einen Elektrolichtbogenofen. This term refers in particular a steelworks converter or an electric arc furnace.  Weiters kann die Tempera- tur vorzugsweise auch an einem Tragring oder einem Aufhängungselement eines Konverters, oder eines anderen Hüttengefässes gemessen werden. Furthermore, the temperature can tur preferably also to a support ring or a suspension member of a converter, or another cabin vessel are measured. 



    Der Temperaturbereich in welchem mit diesem Verfahren gute Ergebnisse erzielt werden, ist im wesentlichen durch die verwendeten Bauteile bestimmt, insbesondere durch die Wahl des Oberflächenwellensubstrates. The temperature range in which this method good results are obtained, is substantially determined by the used components determined, in particular by the choice of surface acoustic wave substrate.   



    Weiters besteht die Möglichkeit Dehnungen an den jeweiligen Einrichtungen zu messen, wie etwa Langzeitverformungen, die ebenfalls als Indiz für ein bevorstehendes Versagen einer Einrich- tung gelten. Further it is possible to measure strain on the equipment, such as long-term deformations which are also considered as an indication of an upcoming failure of Einrich- tung.  Als weitere Anwendung kann mit dem beschriebenen Verfahren, und der beschriebe- nen Einrichtung ein Identifikationsmerkmal übertragen werden, um Aufschluss über die genaue As another application, an identification feature may with the described method and the described device are transmitted to provide accurate information about the 
 Position und Verweildauer der entsprechenden Einrichtung zu erhalten. Position and dwell time of the corresponding device to obtain.  Denkbar ist weiters ein Conceivably a further 
 Schlackenfrüherkennungssystem, wobei eine Änderung der Induktivität mittels Oberflächenwellen in eine Änderung der Phasenlage des Funksignals umgewandelt wird, oder die Aufnahme anderer relevanter Kenngrössen eines Prozesses. wherein a change in the inductance is converted by means of surface waves in a change in the phase position of the radio signal slag detection system, or the inclusion of other relevant characteristic quantities of a process. 

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    Im folgenden werden drei nicht einschränkende Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. In the following three non-limiting embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to drawings.  Es zeigen: Show it: 
 Fig 1 schematisch das Funktionsprinzip einer Einrichtung sowie eines Verfahrens zur Erfas- sung von Messdaten in einem Hüttenwerk durch einen passiven Sensor Figure 1 shows schematically the principle of operation of a device and a method for gathering measured data in a metallurgical plant by a passive sensor 
 Fig. 2 schematisch das Funktionsprinzip einer Temperaturmessung an einem Konverter Fig. 2 schematically shows the functional principle of a temperature measurement in a converter 
 Fig.3schematisch das Funktionsprinzip einer Einrichtung, sowie eines Verfahrens zur Erfas- sung von Messdaten in einem Hüttenwerk durch einen aktiven Sensor Fig.3schematisch operating principle of a device and a method for gathering measured data in a metallurgical plant by an active sensor 
 Fig. 4 einen Sensor bevorzugt zur Anwendung nach Fig. Fig. 4 shows a sensor preferred for use according to Fig.

    3 3 
 Fig.5 schematisch das Funktionsprinzip einer Einrichtung, sowie eines Verfahrens zur Erfas- sung von Messdaten in einem Hüttenwerk mit einem passiven zweiteiligen Sensor 5 shows schematically the operating principle of a device and a method for gathering measured data in a metallurgical plant with a passive two-part sensor 
 Die dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung umfassen eine Auswerteeinheit 1, Ver- bindungsleitungen 6, eine Abfrageeinheit 5, eine oder mehrere Abfrageantennen 4, wobei die Auswerteeinheit 1 mit den Verbindungsleitungen 6 und der Abfrageeinheit 5 auch in einer Einheit integriert sein können, und einen Funksensor 3 mit einer oder mehreren Sensorantennen 2. Zu- satzlich kann die Erfindung bei einem zwei oder mehrteiligen Funksensor 3 Verbindungsleitungen 7, zu einem weiteren Bauteil 8 des Sensors, sowie eine Energieversorgung 10, und eine weitere Verbindungsleitung 9 aufweisen. The embodiments of the invention illustrated comprise an evaluation unit 1, connecting pipes 6, an interrogation unit 5, one or more interrogation antennas 4, wherein the analysis unit 1 with the connecting pipes 6 and the interrogation unit 5 may be integrated into one unit, and a radio sensor 3 with satzlich one or more antennas sensor 2. supply, the invention can in a two-part or multipart radio sensor 3 connecting lines 7, to a further component of the sensor 8, and also have a power supply 10, and a further connecting line. 9

    Der Sensor 3 umfasst im einfachsten Falle ein dem Fachmann bekanntes Oberflächenwellenfilter, welches in seiner einfachsten Ausführungsform ein IDT (inter- digital transducer) und mindestens einen Reflektor umfasst. The sensor 3 comprises in the simplest case a well-known to those skilled in surface wave filter which comprises in its simplest embodiment, an IDT (inter digital transducer) and at least one reflector.  Ein IDT in seiner einfachsten Ausfüh- rungsform wiederum umfasst eine Reihe von parallelen planaren Metallelektroden die sich in pen- odischen Abstanden auf der Oberfläche eines piezoelektrischen Substrats befinden, wobei sie abwechselnd miteinander kontaktiert sind. An IDT in its simplest execution again approximate shape comprises a series of parallel planar metal electrodes which are in pen- odic intervals on the surface of a piezoelectric substrate, wherein they are alternately contacted with each other. 



    Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung bzw. des erfin- dungsgemassen Verfahrens wird wie folgt beschrieben- The embodiment of the inventive device or of the inventions dungsgemassen method shown in Fig. 1 will be described-as follows 
 Durch eine Auswerteeinheit 1 wird zu bestimmten Zeiten, zweckmässig in regelmässigen Ab- ständen, eine neue Messdatenerfassung in Gang gesetzt. By an evaluation unit 1, at certain times practical stands at regular payoffs, set a new data acquisition in motion.  Dabei wird beispielsweise von der Aus- werteeinheit 1 über Verbindungsleitungen 6 die Abfrageeinheit 5 mit Daten versorgt. The query unit, for example by the evaluation unit 1 via connecting lines 6 5 is supplied with data.  Diese Daten dienen zur Spezifikation des Messvorganges, und enthalten beispielsweise Informationen betref- fend welche Sensoren abgerufen werden. This data is used to specify the measurement process, and for example, contain information betref- fend which sensors are retrieved. 



    Die Abfrageemheit 1 verarbeitet diese Daten in geeigneter Weise und steuert über ein elektro- magnetisches Signal, welches über eine Abfrageantenne 4 abgestrahlt wird, einen Funksensor 3 an. The Abfrageemheit 1 processes this data in an appropriate manner and controlled by an electro-magnetic signal which is emitted via an interrogator antenna 4, a wireless sensor 3 at.  Dieser Funksensor 3 empfangt uber eine Sensorantenne 2, vorzugsweise als Batchantenne mit V4 = 167 mm ausgeführt, das Signal der Abfrageeinheit 1, und wandelt dieses mit Hilfe eines Oberflächenwellenfilters, insbesondere durch einen IDT, in akustische Oberflächenwellen um Das Oberflächenwellenfilter besteht aus einem temperaturbeständigem Substrat, beispielsweise aus Langasit oder Galliumorthophosphat, insbesondere aus Lithiumniobat mit einer Kontaktierung aus Aluminium. This wireless sensor 3 receives via a sensor antenna 2, preferably carried out as a batch antenna V4 = 167 mm, the signal of the interrogation unit 1, and converts it using a surface acoustic wave filter, in particular by an IDT in the surface acoustic wave at the surface acoustic wave filter is composed of a heat-resistant substrate, for example, langasite or gallium orthophosphate, in particular of lithium niobate with a contact made of aluminum.  Vorzugsweise wird eine Differenzmessung mit einem Laufzeitunterschied von 5 us bei 20 C angewendet, der Temperaturkoeffizient betrage 75 bis 94 ppm und die Abfragefrequenz 450 MHz. Preferably, a differential measurement with a delay difference of 5 us is applied at 20 C, the temperature coefficient amounts to 75 to 94 ppm, and the polling frequency 450 MHz.

    Diese Oberflächenwellen werden nun nach Fig. 1 durch die Messgrösse verändert, re- flektiert, gegebenenfalls mit dem Indentifikationscode des Sensors erweitert, und/oder vorverarbei- tet, sowie in elektromagnetische Wellen rückgewandelt und mittels der Sensorantennen 2 abge- strahlt. These surface waves are now changed in FIG. 1 by the measured variable, re- flexed, optionally extended with the identification code of the sensor, and / or preprocessed tet, and converted back into electromagnetic waves and radiates off by means of the sensor antennas 2.  Das elektromagnetische Signal trifft an der Abfrageantenne 4 der Abfrageeinheit 5 ein, und wird geeignet weiterverarbeitet Schliesslich wird das Messsignal an die Auswerteeinheit 1 gesendet, wo die Auswertung erfolgt. The electromagnetic signal arrives at the interrogator antenna 4 of the scanning unit 5, and is suitably further processed Finally, the measurement signal is sent to the control unit 1, where the evaluation is carried out. 



    Fig. 2 zeigt als weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel eine drahtlose Temperaturüberwa- chung an einem Konverter 13. Fig. 2 shows, as another preferred embodiment of a wireless temperature monitoring of a converter. 13 



    Nach Fig. 3 sendet ein aktiver Sensor, der durch eine Energieversorgungsleitung 9 mit einer Energieversorgung 10 verbunden ist, selbständig, das heisst aktiv, kontinuierlich oder diskontinuier- lich Signale an die Abfrageeinheit. According to FIG. 3 sends an active sensor, which is connected through a power supply line 9 having a power supply 10, independently, ie active, continuously or discontinuously signals to the interrogation unit.  Der nachfolgende Prozess unterscheidet sich nicht von jenem in Fig. The subsequent process is no different from that in FIG. 

Claims (12)

1. Insbesondere kann die Energieversorgung 10 durch einen pyroelektnschen Wandler erfol- gen Fig. 4 zeigt als Ausführungsbeispiel eine Temperaturuberwachung der Kuhlwassertemperatur an einem Elektroofen. 1. In particular, the power supply 10 coffee can be drawn by a pyroelektnschen Fig converter. 4 shows an embodiment of a temperature monitoring the cooling water temperature of an electric furnace. Typischerweise besitzt ein Elektroofen 30 - 60 Kuhlpaneele 12 am Gefässmantel, wobei die Ein- und Austrittstemperatur des Kühlwassers einzeln überwacht werden muss. Typically has an electric furnace 30 - 60 Kuhlpaneele 12 on the vessel shell, wherein the inlet and outlet temperature of the cooling water must be monitored separately. Tritt ein unzulässiger <Desc/Clms Page number 4> Temperaturanstieg auf, so kann das ein Anzeichen für eine Problemstelle in der Ausmauerung (Durchbruchgefahr) sein. If an invalid <Desc / CLMS Page number 4> on temperature rise, so this can be a sign of a problem area in the lining (breakdown risk) be. Zum anderen kann als kurzfristige Abhilfe die Wasserdurchflussmenge erhöht bzw. die Ofenleistung reduziert werden. Second, the water flow rate can be increased as current remedy or furnace performance are reduced. Die Temperatur des Kühlwassers vor Eintritt in die Sammelleitung wird bisher mit temperatur- abhängigen Widerständen (z. B. PT100) gemessen, was eine Vielzahl von Messleitungen erfordert Besonders bei der Gefässwechseltechnologie erfordert nun jeder Gefässwechsel einen erheblichen Aufwand zum Umstecken oder Umklemmen der Messleitungen. The temperature of cooling water prior to entering the manifold is measured so far with temperature-dependent resistors (z. B. PT100) which a plurality of measurement lines requires Especially in the vessel change technology now each vessel change requires a considerable expenditure for plugging or reconnecting of the leads. Jede dieser Temperaturmess-Stellen umfasst nun erfindungsgemäss eine Sensor-Antennen- einheit, die vorzugsweise als modulare Einheit an der Mess-Stelle eingeschraubt wird und in inten- sivem thermischen Kontakt mit dem Kühlmittel steht. Each of these temperature measuring points according to the invention now comprises a sensor antenna unit, which is preferably screwed as a modular unit to the measuring point and is inten- sive thermal contact with the coolant. Dabei werden Temperaturen von 100 C er- reicht. Temperatures of 100 C ER- be enough. Die modulare Sensor-Antennen Einheit kann durch Herausschrauben einfach ausgetauscht werden. The modular sensor antenna unit can be easily replaced by unscrewing. Sie enthält folgende Komponenten: - ein funkabfragbares Oberflächenwellenfilter 3, mit einem temperaturbeständigen Oberflä- chenwellensubstrat. It contains the following components: - a funkabfragbares surface acoustic wave filter 3, chenwellensubstrat with a heat-resistant surface-. - Eine Sensorantenne 2 - ein Gehäuse - gegebenenfalls eine weitere Schutzvorrichtung, zum Schutz vor mechanischer und thermi- scher Zerstörung (Schutzschirm) In Gegensatz zu herkömmlichen funkabfragbaren Systemen beziehen die Sensoren die Ener- gie für das Senden von Messdaten zur Abfrageeinheit nicht über einen Abfrageimpuls, der zuvor von der Abfrageeinheit zu allen Sensoren geschickt wurde. - A sensor antenna 2 - a housing - where appropriate, a further protective device for protection against mechanical and thermal shear destruction (shield) In contrast to conventional funkabfragbaren systems, the sensors reflect the energy strategy for sending measurement data to the interrogation unit does not have an interrogation pulse, previously sent from the interrogator to all sensors. Statt dessen setzt ein sog. pyroelekti- scher Kristall 11 am Sensor Temperaturanderungen in elektrische Energie um, die zum spontanen Abschicken eines Sendeprotokolls verwendet wird. Instead, a so-called sets. Pyroelekti- shear crystal 11 at the sensor temperature changes into electrical energy, which is used for spontaneous sending of a transmission protocol. Durch die statistische Verteilung der Sende- Zeitpunkte parallel abzufragender Sensoren können auch örtlich eng benachbarte Sensoren unter- schieden werden. Due to the random distribution of the transmission time points parallel interrogated sensors may be distinction is made even locally closely adjacent sensors. Jeder Sensor ist durch einen im Sendeprotokoll enthaltenen Identifikationscode eindeutig bestimmt. Each sensor is uniquely determined by a transmission protocol contained in the identification code. Die Anwendung umfasst am feststehenden Anlagenteil: 4 Abfrageantennen, die mit einer zentralen Auswerteeinheit verbunden sind. The application consists of the fixed part of the system: 4 interrogation antennas that are connected to a central evaluation unit. Der HF Teil der Auswerteinheit demoduliert das Mikrowellensignal und extrahiert den jeweiligen Messwert und den dazu zugehörigen Identifikationscode aus dem Sendeprotokoll. The RF part of the analyzing unit demodulates the microwave signal and extracts the respective measurement value and the thereto associated identification code from the transmission protocol. Die so erzielten Daten werden dem Prozessleitsystem zugeführt. The data thus obtained are supplied to the process control system. Nach Fig. 5 umfasst der Sensor zwei Teile, einen Oberflächenwellenfilter 3 und ein Bauteil 8, welches die Wechselwirkung zwischen Messgrösse und Oberflächenwelle unterstützt. According to FIG. 5, the sensor comprises two parts, a surface acoustic wave filter 3 and a part 8 which supports the interaction between the measured size and surface wave. Dieses Bau- teil stellt beispielsweise die temperaturabhängige Impedanz eines Reflektors des Oberflachenwel- lenfilters 3 dar. Dabei ändert sich in Abhängigkeit von der Temperatur die Impedanz des Reflektors und somit das Reflexionsverhalten des Reflektors. This construction provides in part, for example, the temperature dependent impedance of a reflector of the Oberflachenwel- lenfilters FIG. 3. In this case, the impedance of the reflector, and thus the reflection characteristic of the reflector changes depending on the temperature. Dieses veränderte Reflexionsverhalten spiegelt sich in der reflektierten Oberflachenwelle und im rückgewandelten elektromagnetischen Signal wieder und erlaubt schliesslich in der Auswerteeinheit einen Rückschluss auf die Messgrösse. This changed reflection behavior is reflected in the reflected surface acoustic wave and in the reconverted electromagnetic signal and finally allowed in the evaluation unit a conclusion on the measurement variable. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Aufnahme und Übertragung von Messdaten von einer, in einem Hüttenwerk eingesetzten, bewegbaren hüttentechnischen Einrichtung zur Gewinnung und/oder Be- handlung von metallischen und/oder keramischen Werkstoffen, vorzugsweise zur Aufnah- me eines zumindest teilweise flüssigen Stoffes, besonders bevorzugt einer Metallschmel- ze, wobei die Daten von einem, an der hüttentechnischen Einrichtung angeordneten, Sen- sor aufgenommen und zu einer Abfrageeinheit übertragen werden, dadurch gekenn- zeichnet, dass die an dem Sensor aufgenommenen Daten, insbesondere von akustischen Oberflächenwellen (surface acoustic waves), in elektromagnetische Signale umgewandelt und nachfolgend über eine Funkstrecke an die Abfrageeinheit übertragen werden. CLAIMS: 1. A method for recording and transmission of measurement data from one, used in a metallurgical plant, movable metallurgical means for obtaining and / or loading action of metallic and / or ceramic materials, preferably for accommodating an at least partially liquid material, particularly preferably a Metallschmel-, ze wherein the data of one, arranged on the metallurgical device, be added sensor and transmitted to an interrogation unit, characterized marked by the fact that the captured on the sensor data, particularly of acoustic surface waves (surface acoustic waves be), is converted into electromagnetic signals and subsequently transmitted via a radio link to the interrogation unit.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messdaten über einen Oberflächenwellenfilter in eine Änderung der Phasenlage des von einer Übertragungsein- heit abzustrahlenden und an eine Abfrageeinheit zu übertragenden elektromagnetischen <Desc/Clms Page number 5> Signals umgewandelt werden. 2. The method according to claim 1, characterized in that the measurement data over a surface acoustic wave filter in a change in the phase position to be radiated of a Übertragungsein- standardized and converted to an interrogation unit to be transmitted electromagnetic <Desc / CLMS Page number 5> signal.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung der Messdaten durch elektromagnetische Wellen, insbesondere Mikrowellen, in einem Fre- quenzbereich von 100MHz bis 300GHz, insbesondere von 400MHz bis 2,5GHz, beson- ders vorteilhaft von 1 GHz bis 2,5GHz, durchgeführt wird. 3. The method of claim 1 or 2, characterized in that the transmission of the measurement data by electromagnetic waves, in particular microwaves, in a frequency range from 100MHz to 300 GHz, particularly from 400 MHz to 2.5 GHz, it particularly advantageous from 1 GHz to 2.5GHz, is performed.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die, durch den Sensor aufgenommenen, Messdaten vor der Abstrahlung an die Ab- frageeinheit, gegebenenfalls durch eine Übertragungseinheit und/oder den Sensor, mit einem, gegebenenfalls für die eine entsprechende Übertragungseinheit und/oder Sensor charakteristischen, Identifikationscode erweitert werden. 4. The method according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the, picked up by the sensor, measurement data interrogation unit to the waste before the radiation, optionally by a transfer unit and / or the sensor with one, where appropriate, a corresponding transmission unit and / or sensor characteristic identification code to be expanded.
5. Hüttentechnische Anlage mit einer bewegbaren Hütteneinnchtung zur Gewinnung und/ oder Behandlung von metallischen und/oder keramischen Werkstoffen, bevorzugt einem Behälter zur Aufnahme und/oder Transport eines zumindest teilweise flüssigen Stoffes, besonders bevorzugt einer Metallschmelze, wobei die Anlage eine Einrichtung zur Auf- nahme und Übertragung von Messdaten in einem Hüttenwerk, mit mindestens einem Sen- sor (8) zur Aufnahme der Daten und mindestens einer Übertragungseinheit (3) zur Über- tragung der Messdaten und mindestens einer Abfrageeinheit (5) aufweist, dadurch ge- kennzeichnet, dass über die Übertragungseinheit (3), die gegebenenfalls einen Oberflä- chenwellenfilter aufweist, die Daten in elektromagnetische Signale umwandelbar sind, und die Übertragungseinheit (3) eine Antenne (2) 5. metallurgical plant with a movable Hütteneinnchtung for obtaining and / or treatment of metallic and / or ceramic materials, preferably a container for receiving and / or transport of an at least partially liquid material, particularly preferably a molten metal, wherein the conditioning means for up- acquisition and transmission of measurement data in a metallurgical plant, with at least one transmitter sor (8) for receiving said data and at least one transmission unit (3) for transmitting the measured data and at least one interrogation unit (5), characterized featuring overall that via the transmission unit (3), which optionally has a surface-chenwellenfilter, the data are converted into electromagnetic signals, and the transmission unit (3) comprises an antenna (2)
zur Abstrahlung der Messdaten an die Abfra- geeinheit (5) aufweist, wobei der Sensor (8) und gegebenenfalls die Übertragungseinheit (3) an der Hütteneinrichtung angeordnet sind. has to radiate the measurement data to the Abfra- geeinheit (5), wherein the sensor (8) and optionally the transmission unit (3) are arranged at the cabin means.
6. Hüttentechnische Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die hütten- technische Anlage einen Konverter (13) aufweist, und der Sensor (8), sowie gegebenen- falls die Ubertragungseinheit (3), vorzugsweise zur Temperatur- und/oder Dehnungsmes- sung, an dem Konverter (13), insbesondere an einem Tragring oder einem Aufhängungs- element des Konverters (13), angeordnet sind. 6. metallurgical plant according to claim 5, characterized in that the metallurgical technical installation comprising a converter (13) and the sensor (8), and if necessary the transmission unit (3), preferably to the temperature and / or Dehnungsmes- solution to the converter (13), in particular to a support ring or a suspension element of the converter (13) are arranged.
7. Hüttentechnische Anlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die huttentechnische Anlage einen Elektrolichtbogenofen aufweist, und der Sensor (8) sowie gegebenenfalls die Übertragungseinheit (3), vorzugsweise zur Temperatur- und/oder Deh- nungsmessung, an dem Elektrolichtbogenofen, insbesondere an einem Tragring oder einem Aufhangungselement und/oder an einem Kühlpaneel des Elektrolichtbogenofens, angeordnet sind. 7. metallurgical plant according to claim 5 or 6, characterized in that the hutten technical installation comprising an electric arc furnace, and the sensor (8) and optionally the transmission unit (3), preferably voltage measurement for temperature and / or stretching, to the electric arc furnace, are arranged in particular on a supporting ring or a Aufhangungselement and / or on a cooling panel of the electric arc furnace.
8. Huttentechnische Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Übertragungseinheit (3) zur Übertragung der Messdaten durch elektromagnetische Wellen, insbesondere Mikrowellen, in einem Frequenzbereich von 100MHz bis 300GHz, insbesondere von 400MHz bis 2,5GHz, eingerichtet ist. 8. Hutten-conditioning system according to one or more of claims 5 to 7, characterized indicates overall that the transmission unit (3) for transmitting the measured data by electromagnetic waves, in particular microwaves, in a frequency range of 100MHz to 300GHz, particularly from 400 MHz to 2, is 5GHz, furnished.
9. Hüttentechnische Anlage nach einem oder mehreren der Anspruche 5 bis 8, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Sensor (8) aus hochtemperaturbestandigen Materialien ausge- führt ist 9. metallurgical plant, according to one or more of claims 5 to 8, characterized denotes Ge, that the sensor (8) takes exported from materials hochtemperaturbestandigen
10 Hüttentechnische Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 9, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Sensor (8) und/oder die Übertragungseinheit (3) einen pyro- elektrischen Wandler zur Energieerzeugung aufweist 10 metallurgical plant according to one or more of claims 5 to 9, characterized denotes Ge, that the sensor (8) and / or the transfer unit (3) has a pyro-electric transducer for generating energy
11 Hüttentechnische Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (2) der Übertragungseinheit (3) aus hochtemperatur- bestandigem und schlagfestem Material vorgesehen ist. 11 metallurgical plant according to one or more of claims 5 to 10, characterized in that the antenna (2) is provided the transmission unit (3) of high-temperature bestandigem and impact-resistant material.
12. Hüttentechmsche Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) zur Temperatur- und/oder zur Dehnungsmessung eingerichtet ist. 12. Hüttentechmsche plant according to one or more of claims 5 to 11, characterized in that the sensor (8) for temperature and / or is adapted to measure strain.
HIEZU 3 BLATT ZEICHNUNGEN For this purpose 3 SHEET DRAWINGS
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