CN203411559U - 高炉料面表面形状雷达在线检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高炉料面表面形状雷达在线检测装置，包括雷达探测器、现场控制箱、净化电源、室内控制箱、显示器、工业计算机及信号转换器，雷达探测器通过现场控制箱与工业计算机连接，雷达探测器、现场控制箱及室内控制箱依次串联构成另一支路并与工业计算机连接，工业计算机分别与显示器以及信号转换器连接，净化电源与室内控制箱连接；测距雷达发射并接收雷达波信号传输给工业计算机，工业计算机根据得到的参数计算出高炉的料面位置高度，生成高炉料面形状模型，工业计算机将实际参数与规定工艺参数进行比对，当二者差值超出设定值时启动报警装置。采用本实用新型的技术方案通过雷达测距技术、实时准确检测高炉料面高度及其表面形状。

Description

高炉料面表面形状雷达在线检测装置

技术领域

本实用新型涉及冶金技术领域，特别涉及一种高炉料面表面形状雷达在线检测装置。

背景技术

在冶金行业的高炉炼铁生产过程中，高炉布料是高炉炼铁系统中最重要的一环。及时、准确、合理均匀的布料是保证高炉生产正常顺利进行和产品质量的前提条件。因此，准确掌控高炉料面高度和表面形状就显得尤为重要。长期以来高炉料面测量一直是个难题，传统上对封闭高炉料面的监视一般使用机械探尺采集数据，机械探尺虽然准确可靠，但是不能遍布炉顶料面的每一点，造成分析炉内料面分布的难度加大，只能凭借操作人员的经验来保证高炉的布料和火力状态，给高炉操作带来很大的经验性和随意性，无法保证准确度，而且不利于布料操作优化。此外，若采用红外成像技术，对料面表面的红外图像进行分析，通过检测高炉料面的温度分布来间接推算高炉料面的分布，虽然可以根据像素值和像素之间的关系构成三维图像，全面反映炉顶料面形状，但存在低温区效果不好的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种通过雷达测距技术、实时检测高炉料面高度及其表面形状的高炉料面表面形状雷达在线检测装置。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种高炉料面表面形状雷达在线检测装置，包括雷达探测器、现场控制箱、净化电源、室内控制箱、显示器以及工业计算机，雷达探测器通过现场控制箱与工业计算机连接，现场控制箱及室内控制箱串联构成另一支路并与工业计算机连接，工业计算机与显示器连接，净化电源与室内控制箱连接；

雷达探测器采集到的信号经现场控制箱输出给工业计算机并由显示器显示出来。

优选的，雷达探测器包括多个测距雷达以及用以保护测距雷达的高温防护套，测距雷达置于高温防护套的内部。

优选的，高温防护套为水冷气封式防护套，冷却介质是低压氮气，通过氮气不停的吹扫，确保雷达探测器在高温、高粉尘的高炉中能够稳定工作。

优选的，雷达探测器为四个，且呈“十”字型设置于高炉的炉喉上方。

优选的，本实用新型的高炉料面表面形状雷达在线检测装置还包括报警装置以及信号转换器，报警装置经信号转换器与工业计算机连接，工业计算机能够经信号转换器触发报警装置使其发出报警信号。具体的，工业计算机通过对测距雷达传输来的数据分析和处理计算出高炉料面的高度，同时生成料面表面形状，并与规定的高炉料面工艺参数进行比对，当二者差值超出设定值时，经信号转换器启动报警装置，报警装置即刻报警并自动输出反馈信号。

本实用新型的高炉料面表面形状雷达在线检测装置的工作过程，包括以下步骤：

S1、测距雷达在高温防护套的保护下向高炉料面发射雷达波信号，通过接收天线接收料面反射回来的信号并经现场控制箱传输给工业计算机；

S2、工业计算机根据得到的参数计算出高炉的料面位置高度，并生成高炉料面形状模型，并输出给显示器，同时，工业计算机将接收到的实际参数与规定的高炉料面工艺参数进行比对，当二者差值超出设定值时，经信号转换器启动报警装置；

S3、显示器将接收到的料面高度及表面形状等信息显示出来，报警装置被启动时即刻报警并自动输出反馈信号。

优选的，上述的步骤S1中，测距雷达外部的高温防护套中，冷却介质是低压氮气，冷却吹扫用氮气的压力为0.40～0.6MPa，入口温度≤35℃。

采用本实用新型的高炉料面表面形状雷达在线检测装置有以下优点：

1、通过雷达测距技术，利用目标反射电磁波来发现目标并测定其在空间的位置，实时检测高炉料面高度及其表面形状，解决了以往用热电偶十字测温方式只能通过检测高炉料面的温度分布、间接推算炉内料面分布状况的问题；

2、高温保护套的独特设计以及雷达探测器在高炉的炉喉上方的“十”字型排列，能够为高炉料面高度和表面形状的测量提供充足且准确的实际参数依据；

3、雷达探尺属非接触式测量方式，采用雷达技术进行距离测量时比较成熟和准确可靠，且雷达探尺的探测范围大，可以实现0-35m连续测量，此外雷达探尺精度高，探尺探头至信号输出的精度在1cm内，可以将任何位置的面料分布探测出来，对保证高炉布料均匀合理，确保高炉顺利、安全、高效的运行具有十分重要的意义，因此，本实用新型具有实时在线、检测精度高和性能稳定的特点，解决了目前高炉料面高度和表面形状难以精准测量的技术难题，对高炉优化操作、合理布料、确保生产安全具有重要意义。

附图说明

图1是本实用新型高炉料面表面形状雷达在线检测装置的组成结构示意图。

图2是本实用新型高炉料面表面形状雷达在线检测装置在高炉上的安装位置示意图。

图3是图2的A-A剖视图。

图4是本实用新型中雷达探测器的结构示意简图。

图5是本实用新型中测距雷达的安装状态下的局部放大图。

图6是本实用新型中测距雷达的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步的详细说明。

如图1所示，为本实用新型的高炉料面表面形状雷达在线检测装置，其中，1为雷达探测器，2为现场控制箱，3为净化电源，4为室内控制箱，5为显示器，6为工业计算机，7为信号转换器，8为报警装置。雷达探测器1通过现场控制箱2与工业计算机6连接，现场控制箱2及室内控制箱4串联构成另一支路并与工业计算机6连接，工业计算机6与显示器5连接，净化电源3与室内控制箱4连接，报警装置8经信号转换器7与工业计算机6连接。

如图4所示，雷达探测器1包括多个测距雷达101以及用以保护测距雷达101的高温防护套102，测距雷达101置于高温防护套102的内部。其中，高温防护套102为冷却吹扫介质是氮气的水冷气封式防护套。其中，11为雷达探测器出水口，12为雷达探测器进气口，13为雷达探测器进线口，14为雷达探测器进水口。

如图3以及图4所示，雷达探测器1为四个，且呈“十”字型设置于高炉的炉喉上方。

如图5所示，为测距雷达101的安装状态下的局部放大图，其中，103为连接法兰，104为连接螺栓。测距雷达101通过连接法兰103以及连接螺栓104固定。

如图6所示，为测距雷达101的结构示意图，其中，105为测距雷达防护外套，106为测距雷达防护内套，103为连接法兰，107为测距雷达天线，108为测距雷达前端出气口，109为测距雷达进线口，110为测距雷达进气口。连接法兰103设置于测距雷达防护外套105外部。

本实用新型的高炉料面表面形状雷达在线检测装置的工作过程，包括以下步骤：

S1、测距雷达101在高温防护套102的保护下向高炉料面发射雷达波信号，通过测距雷达天线107接收料面反射回来的信号并经现场控制箱2传输给工业计算机6；

S2、工业计算机6根据得到的参数计算出高炉的料面位置高度，并生成高炉料面形状模型，并输出给显示器5，同时，工业计算机6将接收到的实际参数与规定的高炉料面工艺参数进行比对，当二者差值超出设定值时，经信号转换器7启动报警装置8；

S3、显示器5将接收到的料面高度及表面形状等信息显示出来，报警装置8被启动时即刻报警并自动输出反馈信号。

步骤S1中，测距雷达101外部的高温防护套102中，冷却介质是低压氮气，冷却吹扫用氮气的压力为0.40～0.6MPa，入口温度≤35℃。

现场控制箱2、室内控制箱4和净化电源3为系统的电气控制设备，为其他设备提供电源和控制信号，保证高炉料面表面形状雷达在线检测装置的正常工作，其中净化电源3为室内控制箱4供电并通过室内控制箱4为现场控制箱2供电，并且通过现场控制箱2最终向雷达探测器1供电；同时，净化电源3通过室内控制箱4向工业计算机6供电。现场控制箱2控制雷达探测器1的气压、水流量情况。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种高炉料面表面形状雷达在线检测装置，其特征在于：包括雷达探测器(1)、现场控制箱(2)、净化电源(3)、室内控制箱(4)、显示器(5)以及工业计算机(6)，所述雷达探测器(1)通过现场控制箱(2)与所述工业计算机(6)连接，所述现场控制箱(2)及室内控制箱(4)串联构成另一支路并与所述工业计算机(6)连接，所述工业计算机(6)与所述显示器(5)连接，所述净化电源(3)与所述室内控制箱(4)连接；

所述雷达探测器(1)采集到的信号经所述现场控制箱(2)输出给所述工业计算机(6)并由所述显示器(5)显示出来。

2.根据权利要求1所述的高炉料面表面形状雷达在线检测装置，其特征在于：所述雷达探测器(1)包括多个测距雷达(101)以及用以保护所述测距雷达(101)的高温防护套(102)，所述测距雷达(101)置于所述高温防护套(102)的内部。

3.根据权利要求2所述的高炉料面表面形状雷达在线检测装置，其特征在于：所述高温防护套(102)为冷却吹扫介质是氮气的水冷气封式防护套。

4.根据权利要求1所述的高炉料面表面形状雷达在线检测装置，其特征在于：所述雷达探测器(1)为四个，且呈“十”字型设置于高炉的炉喉上方。

5.根据权利要求1所述的高炉料面表面形状雷达在线检测装置，其特征在于：还包括报警装置(8)以及信号转换器(7)，所述报警装置(8)经所述信号转换器(7)与所述工业计算机(6)连接，所述工业计算机(6)能够经所述信号转换器(7)触发所述报警装置(8)使其发出报警信号。

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