CN1395608A - 用于测量炉室宽度的装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于测量炉子宽度的装置，该装置能在不用冷却水管的情况下，快速而方便地测量一个热炉室如炼焦炉碳化室中彼此相对的炉壁宽度，并能在用于将测量装置插入炉子、测量宽度、和取出测量装置所需的时间内耐高温，该装置包括一个测量单元(2)，该测量单元(2)具有一个炉室宽度测量仪(8)和一个电源单元(10)，其特征在于：测量单元(2)存放在具有吸热能力的吸热箱(3)中，并且吸热箱(3)的外部用绝热材料(4)覆盖，吸热箱(3)是一个充以具有吸热能力的液体(7)的夹套，液体(7)理想的是水，测量单元(2)还包括一个无线发射机(18)，用于将炉室宽度测量数据传送到外部数据记录器(22)或数据记录器(9)，而吸热箱(3)的下部还包括一个用于排出液体(7)出口(23)。

Description

用于测量炉室宽度的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于快速而方便地测量高温炉室，如炼焦炉室，的宽度的装置。

发明背景

炼焦炉室，及其它高温炉室，都具有用耐火材料制造的炉壁，并且耐火材料的劣化情况必须精确测定。尤其是，炼焦炉室通常是在恶劣的条件下连续运行20年以上，因此构成炼焦炉室的耐火砖由于热、化学和机械因素作用而逐渐劣化。由于这个原因，推出焦炭由于耐火砖劣化而受阻，或者耐火砖可能脱落。象耐火砖脱落这样的麻烦事大大地影响了炼焦炉的运行，因为修复炼焦炉很困难。因此，对炉子的运行管理来说，极为重要的是要知道，尤其是，构成焦炉室炉壁的耐火砖的状态。

当右面的炉壁和左面的炉壁在一个窄的炉室象炼焦炉室中彼此平行面对时，构成炉壁的耐火材料的磨损使炉壁之间的距离增加，也就是说，炉室的宽度(以后称之为“炉室宽度”(也即炉宽))增加。由于这个原因，构成炉壁的耐火材料磨损状态，可以通过测量两个炉壁之间的距离进行检测。

当将一个测距仪安装在炉室中，以便测量测距仪和炉壁之间的距离，来检测耐火材料的磨损状态时，必须精确地将该测距仪设置在炉室内一个固定位置处。另一方面，当用一个炉室宽度测量装置测量如上所述的炉壁之间距离时，即使炉室宽度测量装置的位置朝侧面方向上偏离固定位置，测得值也不会产生大的误差。因此，当测量炉壁之间的距离时，不要求将炉室宽度测量装置严格地安放在一个固定位置中，并且炉室宽度可以用安装在，例如，推焦机的推焦杆上的炉室宽度测量装置测量。

这种炉室宽度测量装置，例如，在日本未经审查的专利公开NO.62-293112中公开了。在这种测量装置中，一对或数对非接触式测距仪安装在推焦机的推焦杆或类似物上，其中每个测距仪都对准相应的炉壁，并且同时连续地测量从测距仪到焦炉炉室右壁和左壁的距离，以便根据总距离，确定焦炉炉室的炉室宽度。炉室的焦炉壁之间的距离，可以通过水平移动推焦机连续测量。

在日本未经审查的专利公开NO.62-293112中所公开的炉室宽度测量装置中，使用了利用激光、微波等等的测距仪作为非接触式测距仪。另一方面，在日本未经审查的实用新型专利公开NO.2-13151和日本未经审查的专利公开NO.60-144384中，公开了一种测量炉壁之间距离的方法，该方法以与上述装置相同的方式，但采用接触式测距仪测量。

焦炉室炉室宽度的测量是在炼焦炉运行期间，已经推出了生产出来的焦炭之后和装入下一批煤之前的一个短时间里进行的。因为对其测量炉室宽度的炉室中温度势必很高，而炉室宽度测量装置中的炉室宽度测量单元是一种不能耐高温的电子单元，所以要求有一个防范措施来限制炉室宽度测量单元的温度升高。在上述日本未经审查的专利公开NO.62-293112所公开的炉室宽度测量装置中，测距仪是安装在一个水冷套内，并且设置有冷却水管用于供给冷却水，以便使水在水冷套中循环，并将水从水冷套中排出。用于把测距仪的测量结果传导到炉子外部的信号电缆位于冷却水管中，以免受高温环境的损坏。因为炉室宽度测量装置随推焦杆水平移动而移动，所以冷却水管卷绕在卷取装置上，并随着炉室宽度测量装置移动而被拉出。

在上述利用循环水来冷却炉室宽度测量装置的方法中，当将炉室宽度测量装置安装在推焦机上和从推焦机中卸下时，需要繁重的装配工作和拆卸工作，因而在焦炉运行期间，很难在短时间内进行测量工作。

已知一种炉室宽度测量装置，该装置包括一个完全用绝热材料覆盖的炉室宽度测量单元。将这种测量装置插入炉室中一个极短的时间，以便测量炉室的炉室宽度，并在炉室宽度测量单元本身的温度升高到极限值之前从炉室中取出。这种炉室宽度测定装置是结构紧凑的，并可以很方便地安装到推焦机或类似物上，因为它不要求任何冷却管。由于测量装置不设置冷却管，信号电缆不能引导到炉子外部，因此测得的炉室宽度数据存储在炉室宽度测量单元内的数据记录单元中，并且在已经把炉室宽度测量装置从炉中取出后，才能将测得的炉室宽度数据取出。用于操纵电子单元的电源单元也设置在炉室宽度测量单元中。

在上述炉室宽度测量装置中，由于炉室宽度测量单元未被强制地冷却，并且到达该单元的热只用绝热材料阻挡，因此允许炉室宽度测量装置处于高温炉如炼焦炉内的时间至多是约3分钟。在推焦机插入炉室之后，对推焦机来说，仅仅在炉室中做一次往返行程通常就要花约3分钟。由于这个原因，如果允许测量装置在炉室中的最长时间是3分钟，则只有很少的时间间隙用于测量，因此如果花更多时间来推出焦炭，则这种测距仪的电子设备就可能损坏。此外，在测量每个炉室的炉室宽度之后，需要费很长时间来散掉储存在绝热材料中的热量。

发明的公开

因此本发明的目的是提供一种炉室宽度测量装置，该炉室宽度测量装置不需要任何冷却水管，因此可以快速而方便地测量象炼焦炉中焦炉室这样的高温炉室的炉室宽度，并且该炉室宽度测量装置在为测量而必须处于炉室内的时间内能耐高温。也即，本发明的概要如下。

(1)一种炉室宽度测量装置，用于测量炉室中彼此面对的炉壁之间的距离，其中一个用于测量距离的测量单元2包括一个炉室宽度测量仪器8和一个电源单元10，并且安放在一个吸热箱3中，该吸热箱3的外部用绝热材料4覆盖。

(2)条款(1)所述的炉室宽度测量装置，其中吸热箱3是一个夹套(套箱)，该夹套充注以具有吸热能力的液体7。

(3)条款(2)所述的炉室宽度测量装置，其中吸热箱3在其顶部处设有一个入口和在其底部处设有一个出口，液体7从上述入口注入而从上述出口排出。

(4)条款(2)或(3)所述的炉室宽度测量装置，其中液体7是水。

(5)条款(1)-(4)中任一条所述的炉室宽度测量装置，其中炉室宽度测量仪器是一对激光测距仪，每个激光测距仪测量到相应炉壁的距离。

(6)条款(5)所述的炉室宽度测量装置，其中在每个激光测距仪的激光接收窗的前面，都设置一个窄带光学干涉滤光片(滤光镜)。

(7)条款(5)或(6)所述的炉室宽度测量装置，其中激光测距仪包括一个定时器，以便当定时器已经数完了一个预先设定的相应于安装炉室宽度测量装置所需时间的值时，开始辐射激光。

(8)条款(1)-(7)中任一条述的炉室宽度测量装置，其中测量单元2包括一个无线发射机18，用于将测得的炉室宽度传送到外部的数据记录单元22上。

(9)条款(8)所述的炉室宽度测量装置，其中测得的当时的水平位置35与测得的炉室宽度一起，记录在外部数据记录单元22中。

(10)条款(1)-(7)中任一条所述的炉室宽度测量装置，其中测量单元2包括一个数据记录单元9。

(11)条款(10)所述的炉室宽度测量装置，其中当测得值为相应于炉室宽度的预先设定值时，数据记录单元9开始记录测得值。

(12)条款(10)或(11)所述的炉室宽度测量装置，其中测量单元2包括一个无线接收机，用于接收从测量单元2外部发送的测量开始时间和测量位置。

(13)条款(1)-(12)中任一条所述的炉室宽度测量装置，其中在吸热箱3外部设置有一个充电电缆连接插头25，用于给电源单元10充电。

(14)条款(1)-(13)中任一条所述的炉室宽度测量装置，其中测量焦炉室的炉室宽度。

(15)条款(14)所述的炉室宽度测量装置，安装在推焦机13的推焦杆14或推焦杆梁上，以便在推焦机13水行行进的同时测量炉室宽度。

(16)条款(5)-(15)中任一条所述的炉室宽度测量装置，其中外部数据记录单元22或数据记录单元9，记录每个激光测距仪与相应炉壁之间的距离。

(17)一种利用条款(3)-(16)中任一条所述的炉室宽度测量装置测量炉子的炉室宽度的方法，其中在测量一个炉室的炉室宽度之后，打开出口23，以便排出吸热箱中的液体7，然后将新的液体注入吸热箱，以便测量下一个炉室的炉室宽度。

(18)一种利用条款(3)-(16)中任一条所述的炉室宽度测量装置测量炉子宽度的方法，其中在测量一个炉室的炉室宽度之后，给电源单元充电，然后测量下一个炉室的炉室宽度。

在本发明中，因为炉室宽度测量装置1的外部用绝热材料4覆盖，所以即使在高温炉室中，热传导进入炉室宽度测量装置也会极大地减少。另外，在本发明中，吸热箱3设置在绝热材料4和内部测量单元2之间。因为吸热箱3本身具有吸热能力，所以穿过围绕炉室宽度测量装置1的绝热材料4向里面传导的热量被吸热箱3吸收，因此可以延缓吸热箱中测量单元2的温度升高。由于这个原因，炉室宽度测量装置1在高温炉中可以停留至少5分钟，因此当把炉室宽度测量装置1安装在，例如推焦机13的推焦杆14上，以便测量炉室的炉室宽度时，可以有多余时间测量炉室宽度。而且，按照本发明所述的炉室宽度测量装置不需要任何冷却水管和信号电缆，因此，可以极方便地安装在推焦杆14等等之上和从其上取下。

附图简要说明

图1是示出设置在炉室中的按照本发明的炉室宽度测量装置的剖视平面图。

图2是示出固定到插入焦炉室中推焦机的推焦杆上的按照本发明的炉室宽度测量装置的剖视图。

图3是示出设置在炉室中的按照本发明的炉室宽度测量装置的剖视图。

图4是示出固定到插入焦炉室的推焦机的推焦杆上的按照本发明的炉室宽度测量装置的剖视图。

图5是按照本发明的吸热箱的剖面侧视图。

图6是按照本发明的包括无线发射机和接收机的炉室宽度测量装置的原理连接图。

用于实施本发明的最佳方式

本发明将参照图1-图6进行说明。

吸热箱3采用具有吸热能力的吸热材料。要求吸热材料每单位重量和单位体积具有大的热容。金属可以用作吸热材料，但优选的是，吸热箱3是一种充注有液体7的夹套(套箱)，该液体7起吸热材料的作用。在图1中，吸热箱3由一个外箱5和一个内箱6构成为一个在外箱5和内箱6之间充有液体7的夹套。一般，可以选择每单位重量和单位体积具有大热容的液体。优选的是用在工业上能很容易得到的水。水具有大的热容，因此能延缓吸热箱中的温度升高。而且，水在100℃沸腾，并在沸腾期间通过蒸发除去大量的热，因而吸热箱内部的温度不超过100℃。为了在水于100℃开始沸腾时放出蒸汽，优选的是在吸热箱3的顶部设置一个开口或一个安全阀。如图5所示，可以设置一个也用作冷却水入口24的开口。按照本发明所述的炉室宽度测量装置的特征在于：在测量炉中炉室宽度期间，没有用于供给和排出液体的管道连接到该炉室宽度测量装置上。

当用一个例如安装在推焦机上的本发明的炉室宽度测量装置，对焦炉室进行炉室宽度测量时，推焦机以5-10分钟的间隔连续地重复从一个接一个的已完成了碳化的焦炉室中推出焦炭的操作，同时推焦机在轨道上移动。在这个操作期间，对一些焦炉室进行炉室宽度测量。因为测量装置插入一个焦炉室之后，吸热箱3中液体的温度升高，所以如果测量装置在没有延缓时间的情况下插入下一个焦炉室进行测量，则吸热箱3中液体7的温度会接续升高，并因此使得允许吸热箱在炉子中停留的时间变短。如图5所示，在按照本发明所述的吸热箱3的底部处，设置一个用于排出其中液体的出口23，并且当在炉中完成每次测量时，都排放出其温度已升高的液体7并将新的低温液体加入吸热箱3中，从而，液体7的温度不会升高到超过极限值。连续地排出吸热箱3中的液体，而同时从入口24将新的冷液体加入到吸热箱3中，也降低了吸热箱本身的温度。因此，每当进行测量时，可以保证有足够的时间。

可以用陶瓷纤维板、硅酸钙板，或类似物作为用于覆盖吸热箱3外部的绝热材料4。焦炉室的炉室宽度通常为约400mm，因此，按照本发明所述的炉室宽度测量装置的宽度，应该小于这个炉室宽度。如果用水作为吸热材料，则夹套中装水的右面和左面空间的宽度设计成是在约40mm和60mm之间。作为覆盖吸热箱外部的绝热材料4，例如，采用一种陶瓷纤维板，并且陶瓷纤维板4的厚度可以是在约40mm和60mm之间。当炉室宽度测量装置1的外部尺寸是620mm(L)×360mm(W)×550mm(H)时，安放测量单元2的内部空间尺寸是约420mm(L)×160mm(W)×310mm(H)。

当把具有这种形状的炉室宽度测量装置1插入内部温度为1000℃的炼焦炉焦炉室中时，测量单元安放于其中的炉室宽度测量装置1的内部空间中的温度，插入3分钟后变成25℃，5分钟后变成40℃，7分钟后变成55℃。因为测量单元可以使用的温度上限通常是50℃，所以允许炉室宽度测量装置1在高温炉室中停留至少5分钟。另外，当对一个炉室的测量花2分钟时，炉室宽度测量装置在15m深炉室中往返所需的时间是约2分钟，并且进行每次测量时，内部空间中的温度升高约15℃。当水温事先设定到0℃时，在进行连续测量情况下，可以连续地进行3次测量，因为温度升高是15℃×3＝45℃。

装在炉室宽度测量装置1中的测量单元2，按照需要包括一个炉室宽度测量仪器8，一个电源单元10和一个数据记录单元9。

作为炉室宽度测量仪器8，优选的是用一种非接触式测距仪。作为非接触式测距仪，可以用一种激光测距仪、微波测距仪，或类似仪器。在使用激光测距仪情况下，至少设置一对激光测距仪，并且其中每个激光测距仪都对准相应的炉壁，以便测量每个激光测距仪与相应炉壁之间的距离。通过加上以这种方法测得的距激光测距仪的距离，可以计算出炉室宽度。

在使用非接触激光测距仪或类似物的情况下，吸热箱3和覆盖吸热箱3外部的绝热材料4，在它们的两侧都设置一个窗口16，以便使从激光测距仪发出的激光照射到炉壁12上，并把来自炉壁12的反射光传导到激光测距仪上。将一块耐热玻璃如石英玻璃板固定到窗口16上。优选的是耐热玻璃具有反射来自外部的辐射热的功能，包括以介电物质蒸发等方式。而且，优选的是，如图3所示，在每个激光测距仪的激光接收窗的前方，都设置一个窄带干涉滤光片37。窄带干涉滤光片37是一种带通滤光片，它具有中央波长+/-约10nm的带宽，并且只让到达滤光片的特定波长的激光通过它。利用一种窄带干涉滤光片，其中央波长是激光测距仪所用的激光波长，来滤除其波长影响激光测距仪测量精度的光，因而保证了激光测距仪所需的测量精度。

因为激光测距仪8在光轴方向上具有一定的长度，并且焦炉室等的炉室宽度很小，所以难以在炉室宽度方向上同轴地配置两个激光测距仪。如图3所示，当将激光测距仪8配置在炉室的纵向方向上，并通过用反射镜反射光来改变光轴的方向时，在小宽度的炉室中测量是可能的。

因为按照本发明所述的炉室宽度测量装置不能设置用导线连接到炉子外部的信号电缆，所以把炉中测得的数据记录在设置于测量单元内的数据记录单元9中，并且在完成了测量和从炉中取出炉室宽度测量装置1之后，解读所记录的数据。数据记录单元9可以是下述器件中的任何一种：一种磁存储器件如磁盘、半导体存储器件如大规模集成电路(LSI)卡、光学存储器件、磁光存储器件，等等。

当在炼焦炉的焦炉室中水平移动炉室宽度测量装置的同时测量炉室宽度时，必须使每个水平测量位置都与在该位置处测得的炉室宽度对应联系起来。在测量期间，测量单元2没有规定当时的水平测量位置。因此，在测量期间，例如，在测量单元的数据记录单元9中记录当时时间和相应测得的炉室宽度数据，而同时在炉子外部记录当时时间和在推焦机水平方向上相应的当时位置数据，并且在完成了测量之后将两者的数据与当时时间结合作为一个参数，因而能使每个水平测量位置与在该位置测得的炉室宽度对应起来。

当炉室宽度测量装置还在炉子外部时，测得的炉室宽度很大。当炉室宽度测量装置水平移动并进入炉子时，测得的炉室宽度突然地改变到基本上与实际炉室宽度相同的值，因而，炉室宽度测量装置本身可以识别它开始进入炉子的时间。因此，在推焦杆移动速度恒定的情况下，能够通过利用由炉室宽度测量装置本身所识别的炉室宽度测量装置开始进入炉子的时间，可以使从炉室宽度测量装置开始进入炉子的时间起的数据与它在炉子中的每个位置对应联系起来。

如图3和图4所示，可以设置一个无线发射机18代替测量单元中的数据记录单元9，测得的数据可以传送到炉子外部，以便记录在设置在炉子外部的外部数据记录单元22中。作为无线传送，可以用利用电磁波的无线电传送，或者是利用光如可见光或红外射线的无线传送。在用无线传送的情况下，用于传送的窗口17设置在吸热箱面向炉子外面的壁上。耐热玻璃板涂覆非导电的材料，如二氧化硅，以防止辐射热从炉室宽度测量装置的外部侵入。

如图6所示，用于通过无线电波传送数字信号的数字式无线电发射机27和接收机28可以适用于无线传送。激光测距仪8输出一种模拟距离信号，用A/D转换器26将该模拟信号转换成数字信号，然后用数字无线电发射机27传送这种数字信号，并用设置在炉子外部的数字无线电接收机28接收。用D/A转换器29将接收到的数字信号转变或模拟信号，以便输出到记录器如数据显示器31上，或者将接收到的数字信号照原样记录在一种记录器如记录计算机30中。

在无线发射机18设置在测量单元中的情况下，将测得的炉室宽度从测量单元传送到外面的无线接收机21中，并且然后记录在外面的数据记录单元22中。那时，也可以同时记录测得的炉室宽度和当时的水平测量位置。这是由于，当外部数据计录单元22设置在炉子外部时，炉室宽度测量装置的当时测量位置35可以根据推焦机13的当时位置计算并记录在外部数据记录单元22中。结果，它可使水平测量位置与测得的炉室宽度对应一致起来，因而在测量期间可以鉴别炉中的损坏点和待修复的点。无线发射机18也可以将炉室宽度传送到外面的数据记录单元22上，该炉室宽度是从用一对激光测距仪测得的距离转换而得来的，当然，也可以照原样传送用每个激光测距仪测得的距离，以便用外面的数据记录单元22计算炉室宽度。

在无线发射机18设置在测量单元中情况下，可以另外设置温度计，用于测量测量单元12的温度和/或吸热箱中液体的温度，并且可以用无线发射机18将温度计测得的温度传送到炉子外部。因此，可以在炉子外部检测炉室宽度测量装置的当时温度，并且当温度接近管理上限时，可以停止测量，以从炉中取出炉室宽度测量装置，因此可以避免由于异常高温而损伤炉室宽度测量装置。

与上述情况相反，数据记录单元9和无线接收机可以设置在测量单元中，以便测量单元开始进入炉子中的时间和在炉子中当时的水平测量位置35总是通过无线通信从外部传送到测量单元上，并且在测量单元内的数据记录单元9中同时记录测得的宽度和当时的水平测量位置35。

可以用具有传送和接收双重功能的收发两用机代替无射发射机18和无线接收机21。

因为在测量期间按照本发明所述的炉室宽度测量装置1不能被从外部提供工作电源，所以测量单元装备一个电源单元10。炉室宽度测量仪器8，数据记录单元9，和无线发射机18利用这个电源单元10所供给的动力工作。作为电源单元10，可以用干电池、可再充电电池，等等。

当用非可再充电电池作为电源单元10时，每次更换电池都必须打开吸热箱。另外，当用可再充电电源单元作为电源单元10并将充电电缆连接插头设置在吸热箱中时，每次给电源单元10再充电，都必须打开吸热箱。当用可再充电电源单元作为电源单元10，并且如上面本发明条款(13)所述将充电电缆连接插头25设置在吸热箱3的外部时，电源单元可以在不打开吸热箱的情况下再充电，并因此而改善了工作能力。在炉室宽度测量装置插入炉子之前，充电电缆连接插头25可以用绝热材料制的盖34盖位，并且只有盖34可以移开，以便给电源单元10充电时，将充电电缆连接到插头25上。

当按照本发明所述的炉室宽度测量装置1在如图2所示的一定高度处固定到，例如，推焦机13的推焦杆14上，而且在焦炉中一边水平移动推焦机13一边测量炉室宽度，以及在记录单元9中记录测得值时，可以连续地测量和记录在焦炉中一定高度处的炉室宽度。因为按照本发明所述的炉室宽度测量装置1形状小而重量轻，并且不需要任何冷却管等，所以很容易自由地改变炉室宽度测量装置1安装在推焦机14上的高度，并可以通过改变每个用于测量的预定高度的安装位置，可以测量炉子所有高度上的炉室宽度。

当设置一种除推焦机之外的装置，如可以插入炉室中的炉内测量装置时，可以用按照本发明所述的炉室宽度测量装置，以与安装在推焦机上相同的方式安装在该装置上，进行炉室宽度测量。

如上所述，按照本发明的炉室宽度测量装置，测量炉室中彼此面对的炉壁之间的距离，该装置能在不精确地确定它在炉室的炉室宽度方向上的位置的情况下测量距离，因而在炉室的炉室宽度方向上它的位置不能精确确定的情况下测量很方便。另一方面，在上面条款(5)所述的发明中，其中炉室宽度测量仪器是一对激光测距仪，每个激光测距仪测量它到炉室相应炉壁12的距离，如果炉室宽度测量装置在炉室宽度方向上的位置可以精确地确定，则右壁和左壁的表面状态可以直接从用激光测量仪测得的到各壁的距离进行评估，而不用由这对激光测距仪的测量结果计算炉室宽度，这样提供了一种更有利的测量。当进行这种炉壁表面评估时，本发明也是适用的。也就是说，它使得通过用外部数据记录单元22或数据记录单元9记录每个激光测距仪与相应炉壁之间的距离代替测得的炉室宽度，单独评估彼此面对的每个炉壁的磨损状态并设计出每个炉壁的最佳修复计划成为可能，如上面本发明的条款(16)所述。

为了正确地测量焦炉室的炉室宽度，在将要测量炉室宽度之前，应除去粘附到炉壁12上的碳。碳用烧尽或类似方式除去。当测量除去粘附到炉壁上的碳之前和之后的炉室宽度，并将测量结果进行比较时，可以得到粘附到炉壁上的碳的厚度。

如果在炉壁上有断缝，则在断缝处测得的炉室宽度异常地大，因此断缝可以用按照本发明的炉室宽度测量装置检测。所以，用按照本发明的炉室宽度测量装置，可以检测炉壁的严重劣化。

实施例(第一实施例)

图1中所示的炉室宽度测量装置1，用于测量炼焦炉焦炉室的炉室宽度。炉室宽度测量装置1的外部尺寸是：高550mm，宽360mm，和长620mm，并且总重量约为50Kg。

用一种陶瓷纤维板作为覆盖炉室宽度测量装置外部的绝热材料4，并且板的厚度是50mm。在绝热材料4的内侧设置一个夹套结构的吸热箱3，该吸热箱3由不锈钢制的外箱和内箱组成。夹套内部充注总量为25升的水7。在面向炉壁的吸热箱3部分处，水层的厚度是45mm。一对作为炉室宽度测量仪器8的激光测距仪设置在吸热箱3内的测量单元2中。激光测距仪8a和8b分别测量到右面炉壁和左面炉壁12的距离。为了保证从激光测距仪到炉壁的光路，在面向右面炉壁和左面炉壁的吸热箱3和绝热材料4的部分处设置一个窗口16，并且在窗口16中固定一块石英玻璃板，介电物质在该石英玻璃板上蒸发。

设置一个小计算机作为测量单元2中的数据记录单元9，设置一个可再充电电池作为电源单元10，用于将电力供给激光测距仪8，数据记录单元9，和控制它们的控制单元。

炉室宽度测量装置1安装在推焦机13的推焦杆前面或后面。在这个实施例中，如图2所示，它通过一个支承件15安装在推焦杆的前面。因为炉室宽度测量装置1的总重量比较小，约50Kg，并且它不需要任何冷却水管和信号电缆，所以它能很容易地在一规定高度处安装在推焦杆14上。在这个实施例中，通过将炉室宽度测量装置1的安装位置设定到推焦杆的4个高度上，并按顺序测量在4个高度处的炉室宽度，就可以测量关于焦炉室中炉壁整个表面的炉室宽度。

炉室宽度测量装置1安装在推焦杆14的一个预定位置上。设置一个定时器，以便在安装期间不辐射激光。在定时器计数到一预先设定时间后，开始辐射激光，并且推焦机13开始以预定的速度进入炉子。因为当激光测距仪进入炉子时，测得的炉室宽度变成基本上与预定的炉室宽度相同的值，所以可以检测到当它进入炉子时的时间。在那之后，使推焦机13以恒定的速度水平移动，并沿着炉壁12的整个长度测量炉室宽度。测得的炉室宽度记录在数据记录单元中。因为炉室宽度测定装置1在炉室中允许停留的时间是5分钟，所以在完成测量之后将推焦机13迅速从炉子中抽出。通常从开始插入到完成测量要花约3分钟。当测量吸热箱中测量单元2的温度和吸热箱夹套中水7的温度时，在开始插入时测量单元2和水的温度分别为15℃和15℃，而在从插入开始过了3分钟之后则分别为25℃和30℃，由于允许测量单元使用的温度上限通常为50℃，所以在测量期间的这种温度升高是在容许限度之内。

在测量之后，从推焦杆上取下炉室宽度测量装置1，并将记录在内部数据记录单元9上的数据读出到外部分析器上。因为它进入炉室时的时间以及在开始插入后在测量时间内测得的炉室宽度都被记录下来了，所以通过将推杆的插入速度与记录的数据进行比较，就可以得到在炉室内水平方向上各位置处的炉室宽度。对于用目视检查所识别的炉壁砖磨损部分，炉室宽度的测量在约三个高度上进行，然后将处于良好状态下炉子的炉室宽度与测得的炉室宽度进行比较。通过这种比较，可以绘出炉壁砖的磨损部分处磨损量的等值线。这样做的结果是，在修复磨损部分时，可以作出一个修复计划，其中包括修复方法和修复时间，因而提高了修复的效率。(第二实施例)

图3-图6所示的炉室宽度测量装置用于与第一实施例相同的目的。第二实施例与第一实施例不同之处在于下列诸点：

—设置一个无线发射机18代替测量单元中的数据记录单元9；

—在炉子外部设置一个无线接收机21和一个外部数据记录单元22；

—吸热箱3在下部设有一个用于冷却水的出口23和在上部设有一个用于冷却水的入口，该入口也用作开口；

—吸热箱3在其外部设有一个充电电缆连接插头25；

—在焦炉室的纵向方向上设置两个激光测距仪8，并通过反射镜25朝直角方向上反射激光光束；和

—在每个激光测距仪8的前方设置一个窄带干涉滤光片37作为滤光片。

有关与第一实施例相同的其它部分的详细说明略去。

采用利用数字信号无线电波的无线电通信作为无线通信。两个激光测距仪8的输出和用于对测量单元中温度进行测量的温度计36的输出，用A/D转换器26转换成数字信号，然后通过一个RS-232C接口传送到数字信号无线电发射机27上。数字信号无线电发射机27起无线发射机18的作用，以便把无线发射信号19传送到设置在炉子外部的无线接收机21上。吸热箱3在无线电波通过的部分处设置一个窗口，并且将一块涂覆有二氧化硅的石英玻璃板固定到窗口17上。窗口通过二氧化硅涂层截住来自炉子的辐射热，并且不妨碍无线电波的传送。

数字信号无线电接收机28，象无线接收机21一样，设置在炉子外部，并设置一个记录计算机30和一个数据显示器31作为外部数据记录单元22。用数字信号无线电接收机28接收的数字信号，通过RS-232C接口传送到D/A转换器29和记录计算机30。传送到记录计算机30的数据记录在该计算机中。把来自D/A转换器29的模拟信号输出传送到数据显示器31上，在该数据显示器31上显示实时测得的炉室宽度。由于根据推焦杆14当时位置得到的当时测量位置也已传送到了外部数据记录单元22，所以这些位置也传送到记录计算机30和数据显示器31。在数据显示器31上，炉室宽度测量装置的当时测量位置用水平轴表示，而测得的炉室宽度用垂直轴表示，并且可以鉴别出测得的炉室宽度异常的那些点。

在第一实施例中，要求吸热箱3的一部分在完成测量之后打开，然后将电缆连接到数据记录单元9上，以便将其中数据读出到外部分析器上，而在第二实施例中，测得的数据在测量期间按顺序传送到外部数据记录单元22上，因此不需要在完成测量之后打开吸热箱3，因而显著地改善了测量的工作能力。另外，在测量期间可以实时检测到炉中的异常炉室宽度，而且可以正确地判别出那些已被检测出异常炉室宽度的部位，所以可以立即作出有关焦炉室的修复计划。

在完成了一个焦炉室的炉室宽度测量之后并在进行下一个焦炉室的炉室宽度测量之前，打开吸热箱下部的出口23，然后在从上部的入口24将常温下的水注入吸热箱时，就排出其温度已升高的冷却水7。在15升水注入吸收箱3以降低水温之后，关闭吸热箱3下部的出口23，并用水7注满吸热箱3。如上所述，每次都使吸热箱3的温度和吸热箱3中水7的温度充分降低，然后再进行下一次测量，因此当连续进行焦炉室炉室宽度测量时，可以保证多于5分钟的测量时间。

用作测量单元中电源单元10的可再充电的电池，具有足够5个焦炉室连续炉室宽度测量的容量。因为可再充电的电池可以通过将充电电缆与设置在吸热箱外部的充电电缆连接插头连接进行充电，所以不必打开吸热箱充电，因而充电可以在良好工作能力的情况下进行。

工业应用性

因为按照本发明所述的炉室宽度测量装置是将一个测量单元安放在具有吸热能力的吸热箱中，并且吸热箱的外部用绝热材料覆盖，所以即使吸热箱在高温炉如炼焦炉中停留比较长的时间，也可以使测量单元的温度保持在一定的值或更小的值下。因此，它使得以充足的时间进行炉室中的炉室宽度测量成为可能。而且，按照本发明所述的炉室宽度测量装置不需要任何冷却水管和信号电缆，因而能快速而方便地安装在例如用于将测量装置插入炉中及在炉中移动它的推焦杆这样的装置上，和从其上卸下。

而且，按照本发明所述的带有无线发射机的炉室宽度测量装置，具有良好的工作能力，因为它不需要在测量之后为提取测得值而打开吸热箱。由于测得的炉室宽度与测量位置可以在炉子外部进行处理，所以炉室宽度测量装置可以准确地鉴别出测得的炉室宽度异常的那些点。炉室宽度测量装置还可以在测量期间分析测得值，因而可以立即把分析结果反映给后续的操作。而且，由于吸热箱设置了一个用于排出其中液体的出口，所以炉室宽度测量装置可以长时间连续地进行测量，而不会过度的温度升高。炉室宽度测量装置具有一种改善的工作能力，即测量可以在不打开吸热箱情况下连续进行，因为吸热箱设置了一个充电电缆连接插头。

Claims (18)

1.一种炉室宽度测量装置，用于测量炉室中彼此面对的炉壁之间的距离，其中，一个用于测量距离的测量单元包括一个炉室宽度测量仪器和一个电源单元，并安放在一个吸热箱中，吸热箱的外部用绝热材料覆盖。

2.权利要求1所述的炉室宽度测量装置，其中，上述吸热箱是一种其中充注液体的夹套，并且该液体具有吸热能力。

3.权利要求2所述的炉室宽度测量装置，其中，上述吸热箱在其顶部设有一个入口和在其底部设有一个出口，上述液体从入口注入，从出口排出。

4.权利要求2或3所述的炉室宽度测量装置，其中，上述液体是水。

5.权利要求1-4中任一项所述的炉室宽度测量装置，其中，上述炉室宽度测量仪器是一对激光测距仪，每个激光测距仪都测量到相应炉壁的距离。

6.权利要求5所述的炉室宽度测量装置，其中，在每个上述激光测距仪的激光接收窗前方，设有一个窄带干涉滤光片。

7.权利要求5或6所述的炉室宽度测量装置，其中，上述激光测距仪包括一个定时器，以便当定时器计数完了对应于安装上述炉室宽度测量装置所需时间的预先设定值时，开始辐射激光。

8.权利要求1-7中任一项所述的炉室宽度测量装置，其中，上述测量单元包括一个无线发射机，用于将测得的炉室宽度传送到外部数据记录单元。

9.权利要求8所述的炉室宽度测量装置，其中，测得的当时的水平位置与测得的炉室宽度一起，记录在外部数据记录单元中。

10.权利要求1-7中任一项所述的炉室宽度测量装置，其中，所述测量单元2包括一个数据记录单元。

11.权利要求10所述的炉室宽度测量装置，其中，当测得值是相应于炉室宽度的预先设定值时，上述数据记录单元9开始记录测得值。

12.权利要求10或11所述的炉室宽度测定装置，其中，上述测量单元包括一个无线接收机，用于接收从测量单元外部传送的测量开始时间和测量位置。

13.权利要求1-12中任一项所述的炉室宽度测量装置，其中，一个用于给上述电源单元充电的充电电缆连接插头，设置在上述吸热箱外部。

14.权利要求1-13中任一项所述的炉室宽度测量装置，其中，测量的是焦炉室的炉室宽度。

15.权利要求14所述的炉室宽度测量装置，它安装在推焦机的推杆或推杆梁上，以便在推焦机水平行进的同时测量炉室宽度。

16.权利要求5-13中任一项所述的炉室宽度测量装置，其中，上述外部数据记录单元或上述数据记录单元记录每个激光测距仪与相应炉壁之间的距离。

17.一种利用权利要求3-16中任一项所述的炉室宽度测量装置测量炉子的炉室宽度的方法，其中，在测量一个炉室的炉室宽度之后，将上述出口打开，以便排出上述吸热箱中的液体，然后将新的液体注入上述吸热箱中，以便测量下一个炉室的炉室宽度。

18.一种利用权利要求3-16中任一项所述的炉室宽度测量装置测量炉子宽度的方法，其中，上述电源单元在测量一个炉室的炉室宽度之后进行充电，然后测量下一个炉室的炉室宽度。

Images