CN113252133B - 一种铁水罐铁水液面高度的测量方法 - Google Patents
一种铁水罐铁水液面高度的测量方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种铁水罐铁水液面高度的测量方法,包括:将铁水倾翻车的倾翻装置回位至初始状态;吊放空铁水罐至铁水倾翻车上,获取倾翻齿轮的齿根圆半径R、倾翻齿轮齿根圆圆心至铁水罐罐口之间的距离L、倾翻齿轮齿根圆圆心相对于铁水倾翻车轨道平面的高度H、倾翻齿轮齿根圆圆心与铁水罐罐口之间连线相对于竖向之间的夹紧θ以及当前铁水罐的倾翻角度α;吊放待测铁水罐至铁水倾翻车上,进行倾翻操作,当监测到铁水液面边缘与铁水罐罐口平齐或铁水出现溢流时,停止倾翻,获取此时的铁水罐倾翻角度β;待测铁水罐的铁水液面高度Liron:Liron=L·[1‑cos(180°+θ+|α‑β|)]‑R+H。上述方法可以排除铁水罐重量、内部形状以及铁水高温等的影响,能够保证铁水罐铁水液面高度测量的准确性。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶金技术领域,具体涉及一种铁水罐铁水液面高度的测量方法。
背景技术
铁水脱硫扒渣作业中,倾翻后的铁水液面高度是实现铁水扒渣操作的重要参数,该参数用以确定扒渣过程中扒渣机渣耙的下探深度,渣耙的下探深度过深或过浅,不但影响扒渣的效果,也可能带来不必要的铁水损失。
目前,确定铁水罐铁水液面高度的方法主要有以下几种:
(1)根据铁水重量和铁水罐形状计算液面高度,其具体计算方法是:先称铁水罐空罐重量,然后盛入铁水后再次称重,两次称重相减得到铁水重量,再根据铁水密度及铁水罐内部空间形状计算出倾翻后的铁水液面高度。由于铁水罐罐壁粘渣、罐底腐蚀等会导致铁水罐内部形状及铁水罐本体质量发生变化,而且由于铁水成分、温度等不同会引起铁水密度波动,这些都会导致铁水液面高度计算的不准确。
(2)利用测距仪(雷达液面计、激光测距仪等)测量铁水液面高度,其具体方法是:将测量装置安装于铁水液面正上方连续测量。铁水作为高温液态金属,正上方温度很高,导致测量装置易损坏,不利于对铁水液面高度的长期、稳定测量;而且对于已经建成的铁水脱硫站,增设测距仪十分困难。
发明内容
本发明涉及一种铁水罐铁水液面高度的测量方法,至少可解决现有技术的部分缺陷。
本发明涉及一种铁水罐铁水液面高度的测量方法,包括如下步骤,
S1,将铁水倾翻车的倾翻装置回位至初始状态;
S2,将空铁水罐吊放至铁水倾翻车上;获取基准数据,所述基准数据包括:
倾翻齿轮的齿根圆半径R;
倾翻齿轮齿根圆圆心至铁水罐罐口之间的距离L;
倾翻齿轮齿根圆圆心相对于铁水倾翻车轨道平面的高度H;
倾翻齿轮齿根圆圆心与铁水罐罐口之间连线相对于竖向之间的夹紧θ;
当前铁水罐的倾翻角度α;
S3,将待测铁水罐吊放至铁水倾翻车上;对待测铁水罐进行倾翻操作,当监测到倾翻停止信号时,停止倾翻,获取此时待测铁水罐的倾翻角度β;所述倾翻停止信号包括待测铁水罐内的铁水液面边缘与铁水罐罐口平齐或待测铁水罐出现溢流;
S4,按如下公式计算获得待测铁水罐的铁水液面高度Liron:
Liron=L·[1-cos(180°+θ+|α-β|)]-R+H。
作为实施方式之一,S3中,通过摄像机实时监控待测铁水罐的铁水流态,由人工或上位工控机根据摄像机的监控画面判断待测铁水罐内铁水液面边缘是否与铁水罐罐口平齐或待测铁水罐是否出现溢流。
作为实施方式之一,采用上位工控机判断待测铁水罐内的铁水液面边缘是否与铁水罐罐口平齐时,包括:
在摄像机视图中设置第一固定分析区域,该第一固定分析区域内可监控到铁水罐罐口和靠近罐口的铁水液面;采用图像算法对铁水液面边缘和铁水罐罐口的内边沿进行识别,当两者重合时,则判断铁水液面已与铁水罐罐口平齐,否则判断为未平齐;
采用上位工控机判断待测铁水罐是否溢流时,包括:
在摄像机视图中设置第二固定分析区域,该第二固定分析区域位于铁水罐罐口下方;
当第二固定分析区域内图像的灰度突然增大,并超过了预设灰度时,则判断待测铁水罐发生了溢流,否则未发生溢流。
作为实施方式之一,S1中,在铁水倾翻车上设置回正状态检测单元,当所述回正状态检测单元的回正信号被触发时,表征所述倾翻装置回位至初始状态。
作为实施方式之一,所述回正状态检测单元包括安设在铁水倾翻车上并且位于倾翻装置预设回正位置附近的接近开关。
作为实施方式之一,铁水罐的倾翻角度通过倾翻角度检测单元获取。
作为实施方式之一,所述倾翻角度检测单元包括设于倾翻装置的顶升油缸上或设于倾翻装置的从动部件上的倾角传感器。
作为实施方式之一,S3中,将铁水倾翻车开行至倾翻位并且将载有渣罐的渣车开至接渣位后,再对待测铁水罐进行倾翻操作。
本发明至少具有如下有益效果:
本发明提供的铁水罐铁水液面高度测量方法,通过获取空铁水罐在铁水倾翻车上的基准数据以及待测铁水罐倾翻溢流时的倾翻角度数据,再进行相应的公式计算,方法简单、易于操作,可以排除铁水罐重量、内部形状以及铁水高温等的影响,数据的获取方式简单、可靠且真实,能够保证铁水罐铁水液面高度测量的准确性,从而保证铁水脱硫扒渣效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,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它的附图。
图1为本发明实施例中空铁水罐吊放至铁水倾翻车上的状态示意图;
图2为本发明实施例待测铁水罐吊放至铁水倾翻车上的状态示意图。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1和图2,本发明实施例提供一种铁水罐铁水液面高度的测量方法,包括如下步骤,
S1,将铁水倾翻车2的倾翻装置回位至初始状态;
S2,将空铁水罐1A吊放至铁水倾翻车2上;获取基准数据,所述基准数据包括:
倾翻齿轮的齿根圆半径R;
倾翻齿轮齿根圆圆心至铁水罐罐口之间的距离L;
倾翻齿轮齿根圆圆心相对于铁水倾翻车2轨道平面的高度H;
倾翻齿轮齿根圆圆心与铁水罐罐口之间连线相对于竖向之间的夹紧θ;
当前铁水罐的倾翻角度α;
S3,将待测铁水罐1B吊放至铁水倾翻车2上;对待测铁水罐1B进行倾翻操作,当监测到倾翻停止信号时,停止倾翻,获取此时待测铁水罐1B的倾翻角度β;所述倾翻停止信号包括待测铁水罐1B内的铁水液面边缘与铁水罐罐口平齐或待测铁水罐1B出现溢流;
S4,按如下公式计算获得待测铁水罐1B的铁水液面高度Liron:
Liron=L·[1-cos(180°+θ+|α-β|)]-R+H。
铁水倾翻车2为本领域常规设备,该铁水倾翻车2上配置的倾翻装置也为本领域常规结构,此处不作详述。
S1中,可通过回正状态检测单元31检测倾翻装置是否回正,也即在在铁水倾翻车2上设置回正状态检测单元31,当所述回正状态检测单元31的回正信号被触发时,表征所述倾翻装置回位至初始状态。可通过上述回正状态检测单元31校正倾翻角度检测单元32的数据,以提高上述方法的测量准确性和可靠性。该回正状态检测单元31可以采用接近开关,该接近开关可安设在铁水倾翻车2上并且位于倾翻装置预设回正位置附近;在另外的实施例中,行程开关、拉绳编码器、激光测距仪等也可作为上述回正状态检测单元31,具体的安装位置可根据器件种类进行相应地设计调节。
S2中,基准数据R、L、H及θ是现场工作人员易于测算的;而当前铁水罐的倾翻角度α可通过倾翻角度检测单元32进行检测获取。同样地,S3中,待测铁水罐1B的倾翻角度β也可通过倾翻角度检测单元32进行检测获取。在其中一个实施例中,该倾翻角度检测单元32包括倾角传感器,此为本领域常规配置,例如设于倾翻装置的顶升油缸上或设于倾翻装置的从动部件上;在另外的实施例中,也可采用其他的倾角检测装置,或者采用拉绳编码器、激光测距仪等长度测量器件经三角函数计算以得到上述倾翻角度。
优选地,S3中,将铁水倾翻车2开行至倾翻位并且将载有渣罐41的渣车42开至接渣位后,再对待测铁水罐1B进行倾翻操作,以保证生产安全。
一般而言,由于渣是漂浮在铁水液面F上的,在铁水罐出现溢流时,通常是铁水溢流而出,也可能夹带部分渣,但铁水罐罐口的位置能代表此时铁水液面F的位置。可以理解地,上述S3中,当监测到铁水液面已与铁水罐罐口平齐,或待测铁水罐1B刚出现溢流时即停止倾翻,响应速度越快越好,可通过铁水液面检测单元监测铁水液面与铁水罐罐口内边沿的相对位置,或通过倾翻溢流检测单元监测铁水罐在倾翻过程中是否发生了溢流,避免人工观察出现误判或准确性较差的情况。
在其中一个实施例中,使用铁水液面检测单元,例如采用摄像机33,通过摄像机33实时监控待测铁水罐1B内铁水液面与铁水罐罐口的相对位置,由人工或上位工控机根据摄像机33的监控画面判断待测铁水罐1B内铁水液面是否已与铁水罐罐口平齐。该摄像机33优选为安装在铁水罐倾翻方向轴向的上方,并朝向铁水罐,具体的安装位置是现场工作人员根据铁水罐等的实际参数进行相应调节的。优选为通过上位工控机自动判断铁水液面是否已与铁水罐罐口平齐,以提高测量准确性和后续操作的响应速度;优选地,采用上位工控机判断铁水液面是否已与铁水罐罐口平齐时,包括:
在摄像机视图中设置第一固定分析区域,该第一固定分析区域内可监控到铁水罐罐口和靠近罐口的铁水液面;
采用图像算法对铁水液面边缘和铁水罐罐口的内边沿进行识别,当两者重合时,则判断铁水液面已与铁水罐罐口平齐,否则判断为未平齐。
在另一个实施例中,使用倾翻溢流检测单元,例如采用摄像机33,通过摄像机33实时监控待测铁水罐1B的溢流情况,由人工或上位工控机根据摄像机33的监控画面判断待测铁水罐1B是否出现溢流;该摄像机33优选为安装在铁水罐倾翻侧、朝向铁水罐,具体的安装位置是现场工作人员根据铁水罐等的实际参数进行相应调节的。同样地,优选为通过上位工控机自动判断铁水罐是否出现溢流情况,以提高测量准确性和后续操作的响应速度;优选地,采用上位工控机判断铁水罐是否溢流时,包括:
在摄像机视图中设置第二固定分析区域,该第二固定分析区域位于铁水罐罐口下方;
当第二固定分析区域区域内图像的灰度突然增大,并超过了预设灰度时,则判断铁水罐发生了溢流,否则未发生溢流。
显然地,并不限于上述摄像机式监测手段,例如采用红外相机等。
本实施例提供的铁水罐铁水液面高度测量方法,通过获取空铁水罐1A在铁水倾翻车2上的基准数据以及待测铁水罐1B倾翻溢流时的倾翻角度数据,再进行相应的公式计算,方法简单、易于操作,可以排除铁水罐重量、内部形状以及铁水高温等的影响,数据的获取方式简单、可靠且真实,能够保证铁水罐铁水液面高度测量的准确性,从而保证铁水脱硫扒渣效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种铁水罐铁水液面高度的测量方法,其特征在于,包括如下步骤,
S1,将铁水倾翻车的倾翻装置回位至初始状态;
S2,将空铁水罐吊放至铁水倾翻车上;获取基准数据,所述基准数据包括:
倾翻齿轮的齿根圆半径R;
倾翻齿轮齿根圆圆心至铁水罐罐口之间的距离L;
倾翻齿轮齿根圆圆心相对于铁水倾翻车轨道平面的高度H;
倾翻齿轮齿根圆圆心与铁水罐罐口之间连线相对于竖向之间的夹角θ;
当前铁水罐的倾翻角度α;
S3,将待测铁水罐吊放至铁水倾翻车上;对待测铁水罐进行倾翻操作,当监测到倾翻停止信号时,停止倾翻,获取此时待测铁水罐的倾翻角度β;所述倾翻停止信号包括待测铁水罐内的铁水液面边缘与铁水罐罐口平齐或待测铁水罐出现溢流;
S4,按如下公式计算获得待测铁水罐的铁水液面高度Liron:
Liron=L·[1-cos(180°+θ+|α-β|)]-R+H。
2.如权利要求1所述的铁水罐铁水液面高度的测量方法,其特征在于:S3中,通过摄像机实时监控待测铁水罐的铁水流态,由人工或上位工控机根据摄像机的监控画面判断待测铁水罐内铁水液面边缘是否与铁水罐罐口平齐或待测铁水罐是否出现溢流。
3.如权利要求2所述的铁水罐铁水液面高度的测量方法,其特征在于:
采用上位工控机判断待测铁水罐内的铁水液面边缘是否与铁水罐罐口平齐时,包括:
在摄像机视图中设置第一固定分析区域,该第一固定分析区域内可监控到铁水罐罐口和靠近罐口的铁水液面;采用图像算法对铁水液面边缘和铁水罐罐口的内边沿进行识别,当两者重合时,则判断铁水液面已与铁水罐罐口平齐,否则判断为未平齐;
采用上位工控机判断待测铁水罐是否溢流时,包括:
在摄像机视图中设置第二固定分析区域,该第二固定分析区域位于铁水罐罐口下方;
当第二固定分析区域内图像的灰度突然增大,并超过了预设灰度时,则判断待测铁水罐发生了溢流,否则未发生溢流。
4.如权利要求1所述的铁水罐铁水液面高度的测量方法,其特征在于:S1中,在铁水倾翻车上设置回正状态检测单元,当所述回正状态检测单元的回正信号被触发时,表征所述倾翻装置回位至初始状态。
5.如权利要求4所述的铁水罐铁水液面高度的测量方法,其特征在于:所述回正状态检测单元包括安设在铁水倾翻车上并且位于倾翻装置预设回正位置附近的接近开关。
6.如权利要求1所述的铁水罐铁水液面高度的测量方法,其特征在于:铁水罐的倾翻角度通过倾翻角度检测单元获取。
7.如权利要求6所述的铁水罐铁水液面高度的测量方法,其特征在于:所述倾翻角度检测单元包括设于倾翻装置的顶升油缸上或设于倾翻装置的从动部件上的倾角传感器。
8.如权利要求1所述的铁水罐铁水液面高度的测量方法,其特征在于:S3中,将铁水倾翻车开行至倾翻位并且将载有渣罐的渣车开至接渣位后,再对待测铁水罐进行倾翻操作。
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