CN104081152B - 用于监测容器的完整性的设备、方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用以监测由耐火材料保护的容器的完整性的设备、系统和方法，其具有用以测量容器的外表面温度的第一辐射检测器、用以测量耐火材料厚度的第一辐射源和构造成对用户显示容器外表面温度的测量结果和耐火材料厚度的测量结果的中央控制器。

Description

用于监测容器的完整性的设备、方法和系统

背景技术

技术领域

本文所公开主题的实施方案通常涉及设备、方法和系统，更具体而言，涉及用于监测构造成保持具有高温的材料的贮器或容器的装置和技术。

背景技术

在许多工业应用中广泛使用被设计成保持高温下的材料的各种尺寸和形状的金属贮器或容器。这些应用的例子包括但不限于化学品和电力生产中的气化工艺、钢铁制造中的电弧炉(EAF)、碱性氧气转炉(BOF)、钢水包、鼓风炉、脱气器和氩-氧-脱碳(AOD)炉。本领域中已知的是，这些容器通常衬有以砖块形式安装或以整体块浇铸的耐火材料，以便保护贮器的金属部件避开其中放置的高温内容物；然而，由于耐火材料通过氧化、腐蚀和机械磨耗的联合作用而正常磨损和开裂，耐火物表面与熔融金属相接触的一些部分在加工期间有损失，因此需要频繁地进行检查，以确保通过进行早期的局部修补而延长使用，以便避免整个贮器的耐火物衬里出现严重的破损(failure)和对其进行不必要或过早的整修。

在基于光学的检查技术取得进展之前，由有经验的操作人员通过视觉的方式进行陶瓷衬里的检查以检测不可接受的衬里厚度水平，他们寻找衬里中的暗点，这些暗点指示对耐火材料和金属壳体的高局部传热速率或可能的过度磨损，并且需要进行衬里修补。这种方法引入了艺术与科学的结合，使容器操作人员暴露于不必要的工业危害，减少了检查的频率，并且缺乏所需的精度。此外，在过去的二十年里，与陶瓷衬里的安装和修补相关的费用已经有了显著的增加，因为耐火材料已针对特定应用的安装而重新调整了成分。为了提高这些较昂贵的耐火材料的有效利用，已经开发了一些常规的技术以最大程度地减少上面总结的危险，包括设定成直接测量耐火材料上的磨损的技术和适于测量耐火物磨损对金属贮器的影响的技术，例如间接监测对贮器的传热速率。然而，如下文所总结的那样，这些常规的技术有若干局限性。

关于设定成通过利用例如激光直接测量定量耐火物磨损的常规技术，因为激光器的直径大小有限(例如，在一些应用中为大约40至60mm)，所以即使不是不可能，也很难检测特征尺寸小于激光束直径的潜在耐火物缺陷，如衬里中的小孔，使得也难以检测局部的缺失砖块。此外，因为激光束与钢水包壁之间的入射角高，当检测到一个孔时，该孔的尺寸由操作人员或激光扫描器来看比其实际的尺寸小。

此外，内部钢水包表面上的局部熔渣积累可能会使得难以检测可能需要修补衬里的区域。就是说，在从钢水包中排出钢时，由转炉出钢(converter tapping)携带而来或在钢水包冶金炉处引入的少量熔渣可在钢水包的壁或底部上形成涂层。因为大部分缓慢积累的熔渣溶入下一个钢水包加热循环，所以热到热测量的比较有时可显示出之前测量中的熔渣积聚。然而，对于任何单次加热，利用激光的技术不能够解决内部钢水包表面上的剩余耐火物与熔渣积累之间的差异问题。如此，在存在熔渣积聚的情况下，系统将会过度预测衬里厚度或者对损失的耐火物量预测不足-这两种情况在实践中都是不可取的局限性。

最后，基于激光的系统可能检测不到的另一潜在的问题是裂缝(finning)的结果，裂缝发生于钢水(molten steel)自然进入在衬有耐火物的贮器中的砖块之间产生的小间隙(例如，特征尺寸为大约1-5mm的小开口)之时。本领域普通技术人员所理解的是，裂缝有可能最终形成在容纳于钢水包中的熔融金属与固体金属外壳之间的金属桥。较小的裂缝仅引起钢水包壳体的局部加热。然而，随着时间的推移，较小的裂缝可能会变得严重，并导致钢水包壳体的熔化和随后钢水的泄漏。因此，虽然常规的示廓系统(contouring system)是用以表征贮器的内部轮廓的有用工具，但存在着其中单独的表观厚度测量结果可能不足以防止破裂(breakout)的情况。

设定成测量耐火物磨损对金属贮器的定性影响的常规技术的例子是适于估计贮器外表面上的温度的技术。随着内部耐火材料磨损并变薄，受损区域中的金属壳体的温度由于从熔融材料到贮器的传热增加而升高。此类测量通常是用在钢水包离开板坯连铸机后不久悬吊于起重机的钢水包进行的，并且主要用于确定何时应将容器停止使用而取出。这种定性测量给出不管原因如何的钢水包壳体上的热点的指示(即，由于衬里变薄或裂缝或这两者的原因而即将发生的破损)，并且因此是“安全壳(containment)”的名义状态良好的直接量度。然而，适用领域的普通技术人员将会理解到，这些技术仅提供定性信息，并不能够提供表征衬里本身的磨损率的详细信息。耐火物衬里的局部厚度、可能存在的裂缝影响、熔融金属容纳在钢水包中的时间、熔融材料在钢水包中时的温度历史、熔融材料在钢水包中时的加工历史(即，经由钢水包冶金炉)以及钢水包的外部表面的辐射特性都对金属壳体的表观温度有贡献。因此，外部温度测量仅在相对的基础上是有用的，数据中缺乏定量信息使之不能进行磨损率的确定和钢水包中的耐火物优化。

因此，至少基于上文指出的常规技术的挑战，所需要的是能最小化或消除金属贮器的耐火物衬里和外表面温度的测定数据中的不一致的装置、系统和方法，所述金属贮器构造成携带温度高于金属的熔点的材料。这将允许早期检测和检查熔融金属蠕变或衬里中的小孔-这些都能促成衬里破损，从而提高操作安全性，同时降低与昂贵的清理操作和潜在的生产停工时间相关的操作成本。

发明内容

根据一个示例性实施方案，公开了一种构造成监测由耐火材料保护的容器的完整性的设备，其包括构造成测量容器外表面温度的第一辐射检测器；构造成测量耐火材料厚度的第一辐射源；和构造成对用户显示容器外表面温度的测量结果和耐火材料厚度的测量结果的中央控制器。

根据一个示例性实施方案，公开了用以监测由耐火材料保护的容器的完整性的系统，其包括构造成测量容器外表面温度的热图装置；构造成测量耐火材料厚度的耐火物厚度测量装置；和构造成对用户显示容器外表面温度的测量结果和耐火材料厚度的测量结果的中央控制器。

根据一个示例性实施方案，公开了监测具有耐火材料内层的容器的完整性的方法，其包括如下步骤：提供构造成测量容器外表面温度的第一辐射检测器；提供构造成测量耐火材料厚度的第一辐射源；和提供构造成对用户显示容器外表面温度的测量结果和耐火材料厚度的测量结果的中央控制器。

附图说明

并入本说明书并构成本说明书的一部分的附图(不是按比例绘制的)示出一个或多个实施方案，并连同说明书一起解释这些实施方案。图中：

图1示出构造成容纳高温下的材料的容器；

图2示出根据所公开主题的示例性实施方案构造成监测图1的容器的完整性的设备或系统的示意图；

图3示出根据所公开主题的另一示例性实施方案构造成监测图1的容器的完整性的设备或系统的示意图；

图4示出根据示例性实施方案的模拟衬里厚度概况和模拟外表面温度概况；

图5示出根据示例性实施方案的模拟衬里厚度概况和模拟外表面温度概况的示例性部分；

图6示出监测具有保护性耐火物层的容器的完整性的方法的流程图；

图7示出监测具有保护性耐火物层的容器的完整性的方法的流程图；以及

图8是根据示例性实施方案构造成识别适于容纳高温下的材料的贮器中潜在破损位置的系统或设备的控制装置的示意图。

具体实施方式

以下参考附图描述示例性实施方案。不同附图中相同的附图标记标识相同或相似的元件。以下的详细描述并不限制本发明。相反，本发明的范围由所附的权利要求限定。为简单起见，针对在炼钢应用中能够检测容器中潜在破损位置的设备、系统或方法的术语和结构讨论以下实施方案，所述容器具有衬里材料以保护其抵抗高温。然而，接下来要讨论的实施方案并不限于这些装置，而是可以应用于具有衬里材料的其它容器，相比于制成容器的材料的熔点来说，其暴露于高温下，需要确定其衬里完整性以避免意外的破损。

在整个说明书中提到“一个实施方案”或“实施方案”意指就实施方案描述的具体特征、结构或特性包括在所公开主题的至少一个实施方案中。因此，在整个说明书各处出现的短语“在一个实施方案中”或“在实施方案中”不一定指同一实施方案。此外，在一个或多个实施方案中可以按任意合适的方式组合具体的特征、结构或特性。

图1示出构造成容纳高温下的材料的容器2。如本文通篇中所用，术语“容器”或“贮器”可互换并且广义地使用，包括指被设计成容纳高温下的材料的各种尺寸和形状的所有类型的金属或非金属贮器或容器，所述高温可低于、等于或高于贮器材料的熔点。这种容器或贮器的例子有诸如但不限于在以下应用中使用的那些：化学品和电力生产中的气化工艺、钢铁制造中的电弧炉(EAF)、碱性氧气转炉(BOF)、钢水包、鼓风炉、脱气器和氩-氧-脱碳(AOD)炉。此外，如本文中通篇所用，术语高温下的材料广泛地用来表示构造成要在具有高温的容器内部进行处理的材料，当覆盖所述容器的至少一部分表面的耐火材料的完整性以某种方式受损，从而使容器在高温下暴露于材料时，一旦所述容器暴露于高温，则高温足以导致对容器造成损坏。如图所示，容器2具有壳体4、耐火材料6的内层和开口8。图1中的虚线7示出在将容器投入使用前的耐火材料6的初始层。为了更好地解释所公开的主题，已经示出容器2具有两个这样的区域，其中局部磨损和由于使用产生的龟裂已经对耐火材料6造成损坏，对此下文有进一步的说明。

第一区域10示出在耐火材料6中已产生具有小开口12的孔的位置。适用领域的技术人员可以理解的是，第一区域10也可以例示耐火材料6中已产生裂缝的区域，即，当使用时，钢水自然地进入在衬有耐火物的贮器中的砖块之间产生的小间隙(例如，约特征尺为大约例如1-5mm的小开口)的区域。图1中还示出了第二区域14，其中一块耐火材料6已经因使用而脱掉，并且容器2内部上的熔渣积累16已经填补了由已经脱掉的耐火材料所留出的空隙。所公开主题的有利特征之一是通过衬里厚度和外表面温度测量的组合而更好地识别区域10和14的能力得到提高，这在下文将有进一步的说明。应当理解的是，已将区域10和14显示为在容器2的使用期间可能会产生的问题的例子，而不是以任何方式限制所公开主题的范围。也就是说，适用领域的普通技术人员将会理解到，通过所公开主题的方式可能会检测到其它类型的缺陷，如此，提到示例性区域10和14不应以任何方式限制所公开主题的范围。

图2示出根据所公开主题的示例性实施方案构造成监测图1的容器2的完整性的设备(或系统)20的示意图。如图所示，设备20包括用以监测容器2的外表面温度的热图系统或设备21和构造成监测容器2内部耐火材料6的厚度的耐火物厚度测量系统或设备25。热图系统21包括第一辐射检测器22和与其相关的第一控制器24。耐火物厚度测量系统25包括第一辐射源26和与其相关的第二控制器28。如图2的示例性实施方案中所示，热图系统21和耐火物厚度测量系统25均与中央控制器30通信。在图2中，显示第一辐射检测器22通过使用电缆32连接到第一控制器24。类似地，显示第一辐射源26通过电缆34连接到第二控制器28；并且显示第一及二控制器24和28分别通过电缆36和38连接到中央控制器30。然而，本领域普通技术人员将会理解到，在其它实施方案中，这些连接可以是无线的，并且可以如示出的那样单独地设置控制器24和26或者将它们与中央控制器30结合成单一的装置或安置在中央控制器30中。也就是说，图2中示出的装置的互连方式和/或布置并不限制所公开主题的范围，而是作为其实施方案的例示提供的。此外，辐射源和检测器的数目并不限于各自为单独一个。例如，在一个实施方案中，第一辐射检测器22包括多个构造成通过从容器2到外部检测器22的辐射热传递测量容器2的外表面温度的红外(IR)检测器(或摄像机)，并且第一辐射源26是用于扫描容器2内部的光源，以便允许测量其中的耐火材料的厚度。在另一实施方案中，第一辐射源26是构造成测量从系统25的位置到耐火材料6表面上的内部点的距离的范围或距离扫描器。在又一实施方案中，第一辐射源26可以是具有选定波长光谱的辐射源，所述光谱对于肉眼来说可能是可见或不可见的。在其它示例性实施方案中，所指的控制器和/或其它组件之间的通信可经由因特网、无线电波、微波、卫星或本领域中其它已知的装置进行，并且控制器之间的连接可以是有线的或无线的。

在一个实施方案中，可将第一辐射检测器或若干检测器22安装在容器2所在的工厂中，围绕钢水包，以产生整个钢水包系统的合成图象。在另一实施方案中，第一控制器24可以是个人计算机(PC)，其读取IR摄像机的输出，并且如果使用多台摄像机的话，由个别图像一起组成合成图象。可以在钢水包或容器2吊挂于起重机上的同时获得由IR摄影机采集的热图数据。因此，在此类实施方案中，IR摄影机和钢水包的相对取向在各次测量中可以是名义上不变的。对此类实施方案中的热图数据的合成图象进行后处理可产生柱坐标中的空间分辨温度分布图，独立坐标变量为Z(与钢水包嘴的距离)和θ(围绕钢水包周边的方位角位置)。R(与钢水包中心线的径向距离)可能是多余的，因为仅从容器的外部表面得到IR数据。在一些实施方案中，系统21和25的操作同时进行，即，在贮器操作的同一停工期间基本上同时进行外表面温度和内部衬里厚度的测量，将其组合并对用户显示对于容器2的评定。在其它实施方案中，在贮器操作的不同停工期间单独地或顺序地操作系统21和25，并在以后将它们的个别数据相组合。

根据示例性实施方案，可用于测量钢铁工业中使用的钢水包的衬里厚度的典型配置是，将钢水包放置在激光扫描器前面给定距离(例如，大约3-5m)处的适当支架中(在这种情况下，支架可以构造成旋转经过给定的角位移，例如360°)，在钢水包口朝向扫描器倾斜的情况下进行测量。在另一实施方案中，测量到钢水包的内部的范围点，如第6,922,252号美国专利中所述(下文中的'252专利，其转让给本文件的受让人)。

在另一实施方案中，可将激光系统25安装在动态(kinematic)的或装有测量仪表(instrumented)的固定位置支架中以确定钢水包相对于激光头的位置。如普通技术人员所理解的那样，在动态的实施方案中，以这样的方式构造钢水包支架，以便使得在每次将钢水包放置在支架中的时候其都被安置在相同的位置。在装有测量仪表的实施方案中，使用单点激光测距仪测量支架中钢水包的位置。在此类实施方案中，基于测量通常有+5mm的不确定性，激光数据的空间取向应当是已知的。也可以由柱坐标给出激光数据，其中R表示钢水包中任意给定点处的局部衬里厚度，如后所示。在激光及IR扫描器数据两者均处于相同坐标表示中的情况下，中央控制器30以适当的网格密度将表示容器2的外表面温度的图像与局部衬里厚度的数值表示相结合(例如，在一个实施方案中使用IR扫描器的假彩色合成图象)，以便维护数值厚度数据的清晰度。如下文进一步说明的那样，设想若干算法以按有效的方式产生内部和外部测量结果的这种结合，以便允许用户快速和准确地确定出在何处存在着厚度及温度测量结果的不一致性，从而允许提高检测潜在的容器破损的能力。本文所公开主题的有利特征之一在于，定性的IR扫描器信息和定量的衬里厚度数据消除或基本上减少了独立操作的每次测量的局限。一般性衬里减薄和磨损率分析可以来自激光扫描器的衬里厚度数据完成。在衬里厚度仍然保持可接受地高但高的外部钢水包壳体温度却很显著的区域可以很容易观察到裂缝。在激光扫描器表明衬里厚度减小且IR扫描器显示表面温度升高的区域，可以观察到与熔渣积累无关的薄衬里的确认。

因此，所公开主题的有利特征之一是由钢水包内部的激光扫描得到的衬里厚度数据与钢水包壳体外部表面的IR热图测量结果的结合。普通技术人员将会理解到，将内部耐火物厚度与外部温度相关联将有助于验证内部厚度测量结果。当如本文所建议的那样结合时，测量结果将会彼此互补，一者的局限由另一者的功能得到补偿。可以用能够检测壳体温度的早期上升的热图扫描器来补充由于裂缝的原因而难以检测潜在破损的激光扫描器。相反地，在激光扫描器的数据中产生IR扫描器系统缺乏的描述衬里厚度的定量信息。然而，通过将来自两个系统的数据相结合，形成了综合钢水包分析工具，其提供炉衬破裂(breakout)保护以及表征磨损率和局部衬里厚度的定量信息。可同时或顺序地操作此类系统。此外，可以迅速和有效地检测数据不一致的情况，例如，显示出高温和高衬里厚度的区域，并且进一步检查熔融金属蠕变或衬里中的小孔-所有这些都可能促成衬里破损。如此，所公开的主题提高了操作安全性。此外，提高检测即将发生的钢水包破损的能力通过避免增值产品的损失、高成本的清理操作和潜在的生产停工时间而使成本节约显著。此外，设施的自动化性质允许系统通过简化的接口快速地获取数据并将数据呈现给用户。

此外，结合呈现使热点与衬里厚度的局部减小之间产生直接的相关性。可立即对显示出较厚衬里但壳体温度高的区域进行探查，探查钢水包中没有被激光扫描检测到的熔渣积聚或裂缝或小孔/丢失的砖块。显示出低温但衬里薄的区域可能不会受到裂缝的影响，但必须单独根据有限的剩余衬里寿命加以解决。

图3示出根据所公开主题的另一示例性实施方案构造成监测图1的容器2的完整性的设备40的示意图。在此示例性实施方案中，五个IR摄影机42A-42E(为简单起见，未显示摄影机42D和42E)。摄影机中的四个(42B-42E)用于在容器的侧向壁的四个象限上监测容器2的外表面，并且另一个摄影机(42A)监测容器的底部。在此实施方案中通过使用移动载运车44进行耐火物衬里厚度测量，所述移动载运车44包括跟踪系统46和安装在其上的示廓系统48，如'252专利中所公开的那样。然而，应该注意的是，不应以任何方式将本文所公开的主题限制为使用移动载运车44和/或五个IR摄影机42A-42E。本发明考虑到空间可用性和给定应用的特殊要求的不同配置是可行的。例如，固定位置激光测量装置也可用于钢水包测量。可以将这些装置安置在输送车的上方，或者在其它实施方案中邻近滑门维修站。本发明的布置，如构造成有助于安置移动载运车44的参考标记(未示于图3)，可以被固定于地面、建筑物支柱，或者在车盖区域中也是可行的。在移动或固定位置实施方案中，可以将激光器尽可能地靠近贮器口放置，以便使视野最大化。

本领域普通技术人员可以理解，使用移动扫描器的实施方案可由于不需要在高温容器处或高温容器附近使用固定点而简化获取耐火物厚度的过程。此外，如果测量系统是移动的，并且其在上面移动所处的地形是不规则的，则需要准确地确定测量系统相对于容器的位置。然而，普通技术人员可以理解，传感器的布置取决于应用的性质和容器安装的自由度，并且不应限制请求专利保护的主题的范围。例如，在构造成表征BOF的实施方案中，仅有的未知自由度可能是熔炉的倾角。在使用固定位置设施的钢水包应用中，所公开的测量可以是自动化的。在钢水包应用中，典型的可以将贮器带到所公开的测量系统中，而在BOF/转化器应用中，可以将所公开的测量系统带到贮器中。对于涉及钢水包的应用，特定实施方案的有利特征之一可以是单按钮操作，即，在钢水包处于测量位置的情况下，操作人员可只需按“测量”按钮，系统将自动扫描钢水包并报告结果。在其它实施方案中，IR扫描器可实施单按钮操作，尽管通常可从起重机操纵室启动控制。

在所示的实施方案中，示廓系统48的组件之一是测量范围的传感器，即，测量从示廓系统到目标的距离和该目标相对于测距传感器的位置。在操作中，来自示廓系统48中的光学辐射源的光学辐射50照射到容器的内部，并且由示廓系统检测到返回的自容器内部反射的光学辐射。基于发射与反射的辐射分别离开和到达示廓系统之间所花费的时间以及辐射源的特性，可以测定示廓系统与引起辐射反射的容器的表面之间的距离。典型的范围测量系统使用扫描束来快速地记录多个位置和范围。

采用所公开主题的实施方案的示例性测量结果示于图4和5。适用领域的普通技术人员可以理解，本文所公开的主题不以任何方式受限于图4和5中所示的示例性温度数值范围。图4示出由对应于耐火材料的局部厚度的空间分辨定量值表示的耐火物厚度概况，前两者都是贮器深度和角位置的函数。相对于贮器中限定的表面记录厚度(以mm或英寸记录)。这种限定的表面可以是贮器的内或外金属壳体、安全衬里(通常保持永久地安装在贮器中的阻挡耐火砖块)的内表面或工作衬里的内表面(在正常的贮器换衬期间更换的主要耐火砖块)。图4中还通过使用等高线示出表面温度测量结果，所述等高线限定出具有不同灰度颜色的区域，代表不同的温度水平，如该图的图例所示。图5示出了类似的结果，但是是关于容器的较小部分。

如图4所示，有至少两个其中外部温度已达到高值的区域(图4中标记为52)；然而，这些区域中的工作衬里的耐火物厚度在位于左边的区域52上平均为49mm左右，而对于右边位置的区域52为大约76mm。对于此贮器，工作衬里的起始厚度值为110mm，并且当衬里厚度达到10mm时将停止使用而取出钢水包。如前面所解释的那样，图4中的两个区域52为其中最有可能已出现裂缝的示例性区域(例如，图1中示出的区域10)，并且耐火物厚度测量还没有检测到这一问题。也就是说，来自先前的熔化循环的钢水已自然地进入耐火物扫描系统未检测到的容器砖块之间的小间隙(例如，相对于辐射源的直径为小的开口)。如此，在进一步产生裂缝以使得扫描系统将检测到耐火材料中的这些开口以前，仅使用扫描系统来检测这种问题将需要较长的时间，或者扫描系统可能检测不到裂缝的概率可能会很大。图5所示的结果为在容器的一定区域中的测量结果，在该区域中外表面温度高且耐火物厚度薄，表明贮器的衬里中在该特定的位置(例如，图1中所示的区域14)存在孔。

根据另一示例性实施方案，公开了一种监测具有耐火材料内层的容器的完整性的过程或方法，如示于图6的流程图中所示。虽然此过程的目的是要尽可能完整，但要注意，监测容器的完整性并不需要进行所有的步骤。换句话说，接下来要描述的一些步骤可以是任选的。

如图6中所示，监测具有耐火材料内层的容器的完整性的方法包括如下步骤：提供第一辐射检测器，其构造成测量容器的外表面温度(步骤62)；提供第一辐射源，其构造成测量耐火材料的厚度(步骤64)；和在步骤66，提供中央控制器，其构造成对用户显示容器外表面温度的测量结果和耐火材料厚度的测量结果。

根据另一示例性实施方案，公开了一种监测具有耐火材料内层的容器的完整性的过程或方法，如示于图7的流程图中所示。虽然此过程的目的是要尽可能完整，但要注意，监测容器的完整性并不需要进行所有的步骤。换句话说，接下来要描述的一些步骤可以是任选的。如图7中所示，监测具有耐火材料内层的金属容器的完整性的方法包括如下步骤：用第一辐射检测器测量容器的外表面温度(步骤72)；用第一辐射源测量耐火材料的厚度(步骤74)；和在步骤76，对用户显示容器外表面温度的测量结果和耐火材料厚度的测量结果。

最后，能够实施根据上文讨论的示例性实施方案的操作的代表性控制装置或控制器100的例子示于图8。硬件、固件、软件或它们的组合可用于实施本文描述的各种步骤和操作。在所公开主题的各实施例中，图2的中央控制器30、第一控制器24和/或第二控制器28单独或任意组合地为包括控制装置或控制器100的系统的一部分，所述控制装置或控制器100的形式为可以与这种系统关联使用的计算结构。

适合施行示例实施方案中所述的活动的示例性中央控制器100可包括服务器102，其可对应于图2中的任何控制器24、28和/或30。这种服务器102可包括连接到随机存取存储器(RAM)106和到只读存储器(ROM)108的中央处理器(CPU)104。ROM 108也可以为用以存储程序的其它类型的存储媒体，如可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)等。处理器104可通过输入/输出(I/O)电路110和总线112与其它内部及外部组件进行通信以提供控制信号等。处理器104按由软件和/或固件指令所指示的方式执行本领域中已知的多种功能。

服务器102还可包括一个或多个数据存储装置，包括例如硬盘和软盘驱动器114、CD-ROM驱动器116和/或能够读取和/或存储信息的其它硬件，如DVD等。在一个实施方案中，可将用于执行上面讨论的步骤的软件存储和分布在CD-ROM 118、磁盘120或能够便携地存储信息的其它形式的媒体上。可将这些存储媒体插入诸如CD-ROM驱动器116、磁盘驱动器114等的装置并由所述装置读取。可将服务器102连接到显示器122，其可以是任何类型的已知显示器或展示屏，如LCD显示器、等离子体显示器、阴极射线管(CRT)等。可提供用户输入接口124，包括一种或多种用户接口机制，如鼠标、键盘、麦克风、触摸板、触摸屏、语音识别系统等。

可经由网络将服务器102连接到其它计算装置，如陆上通信线和/或无线终端及相关应用程序。服务器可以是如在诸如Internet 126的全域网络(GAN)中的那样较大网络配置的一部分，其允许最终连接到各种陆上通信线和/或移动客户端装置。

在示例性实施方案的详细描述中对许多具体细节进行了阐述，以便提供对所要求保护的发明的全面理解。然而，本领域技术人员将会理解到，可以实施没有此类具体细节的各种实施方案。

本领域技术人员也将会意识到，可以在无线通信装置、远程通信网络中、作为方法或在计算机程序产品中具体实施示例性实施方案。因此，示例性实施方案可采取完全为硬件的实施方案或硬件和软件方面相结合的实施方案的形式。此外，示例性实施方案可采取存储在计算机可读存储媒体上的计算机程序产品的形式，所述计算机可读存储媒体具有在媒体中具体化的计算机可读指令。可使用任意合适的计算机可读媒体，包括硬盘、CD-ROM、数字化通用磁盘(DVD)、光存储装置或磁存储装置，如软盘或磁带。计算机可读媒体的其它非限制性例子包括闪存型存储器或其它已知类型的存储器。

所公开的示例性实施方案提供用于确认在构造成保持高温下的材料的金属容器中的潜在破损位置的设备、系统和方法。应当理解的是，这种描述并不旨在限制本发明。相反，示例性实施方案旨在涵盖替代、修改和等同方案，它们也包括在由所附权利要求所限定的本发明的实质和范围内。

虽然在实施方案中以特定组合的形式描述了目前示例性实施方案的特征和要素，但可以单独采用每一特征或要素，而不采用实施方案的其它特征和要素，或者在有或没有本文所公开的其它特征和要素的情况下采用每一特征或要素的各种组合。

本书面描述使用所公开主题的实施例使本领域的任何技术人员能够实施本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及实施任何所包括的方法。主题的可取得专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员能设想到的其它实施例。此类其它的实施例旨在属于所述权利要求的范围之内。

Claims (20)

1.一种设备，所述设备被配置成监测由耐火材料保护的容器的完整性，所述设备包括：

热图系统，所述热图系统具有第一辐射检测器，所述第一辐射检测器包括多个检测器，所述热图系统被配置成对所述容器的外表面进行空间分辨温度测量；

耐火物厚度测量系统，所述耐火物厚度测量系统具有第一辐射源，所述耐火物厚度测量系统被配置成对所述耐火材料进行空间分辨厚度测量；和

中央控制器，所述中央控制器被配置成向用户显示所述容器的外表面的空间分辨温度测量结果和所述耐火材料的空间分辨厚度测量结果，

其中，耐火材料的缺陷通过所述容器的外表面的空间分辨温度测量结果和所述耐火材料的空间分辨厚度测量结果的结合被识别出。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述热图系统包括第一控制器，所述第一控制器被配置成与所述中央控制器通信。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述热图系统是多个各自包括第一控制器的热图系统，所述第一控制器中的每个被构造成与所述中央控制器通信。

4.根据权利要求1所述的设备，其中所述容器的外表面的空间分辨温度测量和所述耐火物的空间分辨厚度测量基本上同时进行。

5.根据权利要求1所述的设备，其中所述监测被设定成通过在进行空间分辨厚度测量之前将容器动态地放置在支架上而进行，其中容器大致在给定的位置，或者通过在进行空间分辨厚度测量之前确定所述容器在所述支架上的位置而进行。

6.根据权利要求1所述的设备，其中所述耐火物厚度测量系统包括第二控制器，并且其中所述耐火物厚度测量系统和所述第二控制器被设置在移动单元中，所述第二控制器与所述中央控制器通信。

7.根据权利要求1所述的设备，其中所述热图系统包括第一控制器，其中所述耐火物厚度测量系统包括第二控制器，并且其中所述第一控制器和所述第二控制器均与所述中央控制器通信。

8.根据权利要求1所述的设备，其中所述容器内部位置中的裂缝是通过所述容器的外表面的具有高温值的局部温度测量结果和通过耐火材料的具有较厚值的相应的局部厚度测量结果而被检测到的。

9.根据权利要求1所述的设备，其中在所述容器内部的位置中的熔融金属蠕变或所述耐火材料中的小孔是通过所述容器的外表面的具有高温值的局部温度测量结果和通过耐火材料的具有较厚值的相应的局部厚度测量结果而被检测到的。

10.根据权利要求1所述的设备，其中所述耐火物厚度测量系统被设置在移动载运车中并且进一步包括跟踪系统和安装在其上的示廓系统。

11.根据权利要求1所述的设备，其中所述耐火物厚度测量系统进一步包括示廓系统，所述示廓系统被配置成测量从所述示廓系统到所述耐火材料的内部表面的范围数据。

12.根据权利要求1所述的设备，其中所述容器被配置成用于化学品和/或电力生产中的气化工艺、电弧炉、碱性氧气转炉、钢水包、鼓风炉、脱气器或氩-氧-脱碳炉。

13.根据权利要求7所述的设备，其中所述第一控制器、所述第二控制器以及所述中央控制器被设置在单个控制单元中。

14.根据权利要求1所述的设备，其中所述耐火物厚度测量系统系统包括第二控制器，其中所述耐火物厚度测量系统和所述第二控制器被设置在固定位置支架中，并且其中所述第二控制器与所述中央控制器通信。

15.一种监测具有耐火材料内层的容器的完整性的方法，所述方法包括：

使用热图系统进行所述容器的外表面的空间分辨温度测量；

使用耐火物厚度测量系统进行所述耐火材料的空间分辨厚度测量；以及

通过所述容器的外表面的空间分辨温度测量结果和所述耐火材料的空间分辨厚度测量结果的结合来检测所述耐火材料的缺陷。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述检测进一步包括通过识别所述容器的外表面的具有高温值的局部温度测量结果和耐火材料的具有较厚值的相应的局部厚度测量结果来检测所述容器的内部位置中的裂缝。

17.根据权利要求15所述的方法，其中所述检测进一步包括通过识别所述容器的外表面的具有高温值的局部温度测量结果和耐火材料的具有较厚值的相应的局部厚度测量结果来检测在所述容器的内部位置中的熔融金属蠕变或所述耐火材料中的小孔。

18.根据权利要求15所述的方法，其中进行所述耐火材料的空间分辨厚度测量进一步包括：将所述容器定位在支架上；以及通过将所述容器基本保持在指定位置，进行厚度测量；或者在进行厚度测量之前确定容器在所述支架上的位置。

19.根据权利要求15所述的方法，其中所述耐火物厚度测量系统包括第二控制器并且所述耐火物厚度测量系统和所述第二控制器被设置在固定位置支架中。

20.根据权利要求15所述的方法，其中所述耐火物厚度测量系统包括第二控制器并且所述耐火物厚度测量系统和所述第二控制器被设置在移动单元中。