DE3015006A1

DE3015006A1 - Verfahren und anordnung zum registrieren der topographie fuer die charge in einem hochofen

Info

Publication number: DE3015006A1
Application number: DE19803015006
Authority: DE
Inventors: Lennart Nordstroem; Rudolf Dr Ing Wiklung
Original assignee: AGA AB
Current assignee: Geotronics AB
Priority date: 1979-04-18
Filing date: 1980-04-18
Publication date: 1980-10-30
Also published as: SE7903368L; DE3015006C2; JPS5619402A; FR2454603A1; SE421832B; FR2454603B1; US4339664A

Description

PATENTANWALT DIPL.-ING. H. STROHSCHÄNK

8000 MÜNCHEN 60 · MUSÄUSSTRASSE 5 ■ TELEFON (0 89) 881608

18.4.1980-SFSe(5) 190-1576P

Verfahren und Anordnung zum Registrieren der Topographie für die Charge in einem Hochofen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Registrieren der Topographie für die Charge in einem Hochofen sowie auf eine Anordnung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Moderne Hochöfen werden mit immer größer werdendem Durchmesser gebaut, um ihren Betrieb so wirtschaftlich zu gestalten wie möglich. Ein größerer Hochofen weist nämlich im Vergleich zu einer kleineren Ausführung geringere Energieverluste je Volumeneinheit des erzeugten Eisens auf. Ein großer Hochofen ist jedoch auf der anderen Seite wesentlich störungsanfälliger als ein kleiner, wobei der Grund dafür darin liegt, daß es um so schwerer wird, eine symmetrische Wärmeverteilung rund um die Hochofenachse zu erzielen, je größer der Hochofen ist. Für den Betrieb eines Hochofens ist es aber wesentlich, so symmetrisch wie möglich in bezug auf die Mittelachse zu arbeiten, so daß der heißeste Teil des Hochofens so nahe wie möglich an seiner Mittelachse liegt. Wenn der Hochofen ungleichmäßig aufgeheizt wird, so erfährt auch seine Wandung eine ungleichmäßige Aufheizung, und unter ungünstigen Umständen kann ein Teil der Hochofenwandung in einem solchen Ausmaß aufgeheizt werden, daß an dieser Stelle ein Bruch auftritt.

Aus diesem Grunde sind zahlreiche Methoden für die Überwachung des Hochofenzustandes entwickelt worden, und die Bemühungen, noch bessere und zuverlässigere Methoden zur Gewährleistung eines optima-

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len Hochofenbetriebes zu finden, sind noch immer im Gange. Gemäß einer solchen Methode wird die Temperatur an der Chargenoberfläche mit Hilfe einer Einrichtung kontinuierlich überwacht, die ein Infrarotbild der Chargenoberfläche liefert, wobei diese Einrichtung oben am Hochofen angeordnet ist und Einblick in das Hochofeninnere durch ein Beobachtungsfenster erhält. Dieses Verfahren liefert an sich wichtige Informationen über den Zustand des Hochofens während dessen Betrieb, jedoch ist es mit einer solchen Einrichtung völlig unmöglich, unmittelbar nach der Be-Schickung des Hochofens zu bestimmen, ob die Charge in den gewünschten geeignet ausgewogenen Proportionen verteilt worden ist oder nicht. Ebenso wenig gestattet eine solche Einrichtung die Bestimmung, ob der Gesamtpegel der Chargenoberfläche oberhalb oder unterhalb eines vorgegebenen Pegelwertes liegt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, wie sich in Ergänzung zu einer Untersuchung mittels Infrarotkameras zusätzliche Information über den Zustand an der Chargenoberfläche und über Variationen des entsprechenden Pegels gewinnen läßt«

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Verfahren, wie es im Patentanspruch 1 angegeben ist. Eine entsprechende Anordnung zur Durchführung eines solchen Verfahrens ist in ihrem grundsätzlichen Aufbau im Patentanspruch 5 gekennzeichnet; vorteilhafte Ausgestaltungen sowohl des Verfahrens als auch der Anordnung nach der Erfindung ergeben sich jeweils aus Unteransprüchen.

Zusammenfassend läßt sich die Erfindung beschreiben als ein Verfahren und eine Anordnung zum Registrieren der Topographie und des Höhenpegels für die Charge in einem Hochofen. Dabei wird im Rahmen der Erfindung ein Entfernungsmesser für eine Messung mittels direkter Reflexion an der Chargenoberfläche im Bereich des Oberteiles des Hochofens, zweckmäßig an einem dort vorgesehenen Beobachtungsfenster angeordnet. Dieser Entfernungsmesser ist

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mit einer Zieleinrichtung ausgestattet, mit deren Hilfe die Zielrichtung des Entfernungsmessers auf ausgewählte Partien an der Chargenoberfläche eingestellt werden kann. Mit Hilfe eines Rechners, der insbesondere ein Mikro- oder Minicomputer sein kann, wird dann auf der Basis der Lage des Entfernungsmessers, der Einstellwinkel für die Zieleinrichtung und der Ergebnisse der durchgeführten Entfernungsmessungen die Lage der verschiedenen Meßpunkte auf der Chargenoberfläche berechnet und in analoger oder digitaler Form dargestellt.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigen:

Fig. 1 einen Hochofen in einer teilweise aufgeschnittenen Seitenansicht zusammen mit einer schematischen Darstellung von daran angeschlossenen Einrichtungen;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der Chargenoberfläche in einem Hochofen in Verbindung mit der Darstellung eines darauf gerichteten Entfernungsmessers.;

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Bezugsoberfläche, in die darauf projizierte Partien der Chargenoberfläche in einem Hochofen eingezeichnet sind;

Fig. 4 eine Prinzipskizze für die Bezugsoberfläche mit eingezeichneten Projektionspunkten und eine Prinzipdarstellung für ein Höhenprofil entlang einer imaginären Linie;

Fig. 5 ein tatsächlich erhaltenes Höhenprofil;

Fig. 6 einen Bildschirm mit der Darstellung einer Höhenreliefkarte ;

Fig. 7 eine Prinzipskizze für eine Bezugsoberfläche mit eingezeichneten Projektionspunkten und eine Prinzipdarstellung für eine Höhenlinienkurve;

Fig. 8 einen Bildschirm mit der Darstellung einer Höhenlinienkarte ;

Fig. 9 eine Prinzipskizze für die Erläuterung der Meßfolge bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig.10 eine perspektivische Darstellung einer Chargenoberfläche in einem Hochofen mit einem Entfernungsmesser gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;

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Fig.11 ein Blockschaltbild für einen Entfernungsmesser, der zusätzlich mit einem IR-Detektor ausgerüstet ist.

Die Darstellung in Fig. 1 zeigt einen Hochofen 1, an dessen Gestell mehrere Blaserohre 2, 3 vorgesehen sind, die mit einem rund um den Hochofen 1 verlaufenden Verteilerrohr 4 in Verbindung stehen. Diesem Verteilerrohr 4 wird vorgewärmte Preßluft zugeführt, die über das Verteilerrohr 4 rund um den Hochofen 1 verteilt und über die Blaserohre 2, 3 in den Hochofen 1 eingeblasen wird.

Im oberen Teil des Hochofens 1, der in Fig. 1 teilweise im Querschnitt gezeigt ist, ist eine Rutsche 5 angeordnet, die sich gegenüber der Vertikalen nach verschiedenen Richtungen kippen läßt und außerdem rund um die Mittelachse des Hochofens 1 verdreht werden kann. Oberhalb der Rutsche 5 und auf die Mittelach= se des Hochofens 1 zentriert ist ein Rohr 6 angeordnet, über das bei der Beschickung des Hochofens 1 Material aus einem Trichter 7 in vorbestimmten Anteilen auf die Rutsche 5 gegeben werden kann, wobei die Winkelstellung und die Drehlage der Rutsche 5 in bezug auf die Mittelachse des Hochofens 1 die Stellen auf der Chargenoberfläche bestimmt, auf die dieses Material aufgeschüttet wird,, Grundsätzlich gibt es vier verschiedene Methoden für die Durchführung der Beschickung des Hochofens 1. Bei der Ringbeschickung wird die Rutsche 5 während der Beschickung kontinuierlich um die Mittelachse des Hochofens 1 gedreht, so daß das zugeführte Material in Form eines Ringes über die Chargenoberfläche verteilt wird. Bei der Spiralenbeschickung wird das zugeführte Material gleichförmig über die gesamte Chargenoberfläche verteilt, indem die Rutsche 5 sowohl um die Mittelachse des Hochofens 1 gedreht als auch dagegen verschwenkt wird, so daß das zugeftihrte Material in Form mehrerer aneinander anschließender Ringe abgelagert wird. Bei der Segmentbeschickung wird durch einen Bedienungsmann ein Oberflächensegment ausgewählt, und die Rutsche 5 wird dann bis zu ihrer Entleerung über dem ausgewählten Segment hin-und hergekippt. In manchen Fällen werden mehrere im wesentlichen gleichmäßig ver-

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teilte Segmente ausgewählt. Bei der Spotbeschickung wird das zugeführte Material auf eine oder mehrere vom Bedienungsmann ausgewählte Stellen auf der Chargenoberfläche verteilt. Die beiden ersten vorerwähnten Beschickungsmethoden lassen sich automatisch durchführen, während bei den beiden letzten Methoden eine Durchführung unter überwachung durch einen Bedienungsmann erforderlich ist. Dieser Bedienuncrsmann sollte dann ein Gerät zur Verfügung haben, damit er seine Abschätzungen in zuverlässiger Weise treffen kann.

Als ein solches Gerät ist in Fig. 1 ein Entfernungsmesser 8 vorgesehen, der nahe einem Beobachtungsfenster 9 im obersten Teil des Hochofens 1 oberhalb der Chargenoberfläche angeordnet ist. Die Darstellung in Fig. 1 zeigt weiter eine optische Abtasteinrichtung 10,.die zwischen dem Entfernungsmesser 8 und dem Beobachtungsfenster 9 angeordnet ist. Diese Abtasteinrichtung 10 ist in Fig. 1 in Form zweier keilförmiger Prismen dargestellt, die sich relativ zueinander und zum Entfernungsmesser 8 verdrehen und verschieben lassen, so daß der Strahldurchgang vom und zum Entfernungsmesser 8 auf eine gewünschte Richtung eingestellt werden kann. Anstelle dieser speziellen Ausführung kann auch jede andere stufenweise einstellbare Abtasteinrichtung wie beispielsweise ein oder zwei kippbare Spiegel verwendung finden. Ebenso ist es auch möglich, überhaupt auf eine optische Abtasteinrichtung zwischen dem Entfernungsmesser 8 und dem Beobachtungsfenster 9 zu verzichten und statt dessen den Entfernungsmesser 8 auf einer drehbaren und kippbaren Plattform anzuordnen. Der wesentliche Punkt in diesem Zusammenhang liegt dabei darin, daß die Veränderung im Strahlengang vom und zum Entfernungsmesser 8 in Stufen erfolgen kann, da die entsprechende Abtasteinrichtung im Augenblick der Messung stillstehen muß, um nicht Anlaß zu einer Verzerrung des Meßergebnisses zu sein. Gemäß der Erfindung werden mehrere Messungen zur Chargenoberfläche in Entsprechung zu einem ausgewählten Muster durchgeführt, so daß die Messungen in bezug auf ausgewählte Partien der Chargenoberfläche erfolgen.

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Die Meßergebnisse, also die gemessenen Entfernungswerte, werden in Fig. 1 einem an den Entfernungsmesser 8 angeschlossenen Arbeitsspeicher 11 zugeführt, in dem sie zusammen mit Information über den Zustand der Abtasteinrichtung für die jeweilige Messung zeitweilig gespeichert werden. Mit dem Arbeitsspeicher 11 ist eine Datenverarbeitungseinheit 12 wie beispielsweise ein Mikrocomputer oder ein Minicomputer verbunden, die Rechnungen auf der Basis der ihr zugeführten Daten durchführt und die Ergebnisse dieser Berechnungen in einem weiteren angeschlossenen Arbeitsspeicher 111 festhält. Die genaue Arbeitsweise der Datenverarbeitungseinheit 12 wird unten noch im einzelnen erläutert. Die Ergebnisse der Berechnungen werden zum einen über einen Drucker 13 und zum anderen über einen Bildschirm 14 sichtbar gemacht, wobei diese Ergebnisdarstellung zweckmäßig anhand eines auf den Hochofen 1 bezogenen Koordinatensystems geschieht.

Die schematische Darstellung in Fig. 2 zeigt eine Ansicht einer Chargenoberfläche 15 im Hochofen 1 und eine imaginäre Bezugsoberfläche 16, wobei in Fig. 2 diese Bezugsoberfläche 16 der Übersichtlichkeit der Darstellung halber unterhalb der wahren Oberfläche 15 angenommen ist. Grundsätzlich kann die Bezugsoberfläche 16 jede geeignete Gestalt aufweisen. In Fig. 2 ist die Bezugsoberfläche 16 in Form einer Ebene dargestellt, es ist aber sowohl vorstellbar als auch gegebenenfalls zweckmäßig, eine Bezugsoberfläche zu wählen, die in ihrer Form einer idealen Chargenoberfläehe entspricht. Es versteht sich, daß die Bezugsoberfläche 16 eine feste Lage im Raum einnimmt, und daß die wahre Oberfläche 15 oberhalb, inmitten oder unterhalb der Bezugsoberfläche 16 liegen kann. Bei dem in Fig. 2 veranschaulichten Ausführungsbeispiel findet ein Entfernungsmesser 17 Verwendung, der auf einer beweglichen Unterlage angeordnet ist und den Abstand zur Chargenoberfläche 15 an zahlreichen Meßpunkten mißt, die nahe beieinander und in Entsprechung zu einem vorgegebenen Muster liegen. In diesem Zusammenhang sei angemerkt, daß das vorgegebene Muster auf der imaginären Bezungsoberflache 16 basiert, der Entfernungsmesser 17 in Fig. 2 also auf ein imaginäres Muster auf der Bezugsoberflache 16 ausge-

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richtet ist. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Fall besteht das Muster aus entlang mehrerer benachbarter Kreise auf der Bezugsoberfläche 16 verteilten Punkten, es liegt aber ohne weiteres auf der Hand, daß die Abtastung der Chargenoberfläche 15 auch entlang mehrerer benachbarter gerader Linien oder in Analogie zum Abtastvorgang beim Fernsehen oder in sonstiger Weise geschehen kann, wie dies unten noch im einzelnen beschrieben ist.

In der Darstellung in Fig. 2 ist eine Entfernungsmessung zu einem Meßpunkt gezeigt, um zu veranschaulichen, wie der Entfernungsmesser 17 ausgerichtet wird und wie die Berechnung der gewünschten Ergebnisse auf der Basis der Einstellung des Entfernungsmessers 17 und der erhaltenen Meßergebnisse erfolgt. Die Darstellung in Fig. 3 zeigt die Bezugsebene 16 von Fig. 2 in vergrößertem Maßstab und dazu einen Punkt q , der sich durch Projektion eines Auftreffpunktes t auf der wahren Oberfläche 15 auf die Bezugsebene 16 ergibt. Weiter ist in Fig. 3 eine Messung zu einem Bezugspunkt ρ eingezeichnet, was dazu dient, die für jede: einzelnen Punkt erforderlichen Berechnungen zu veranschaulichen.

Durch die getroffene Wahl für die Lage der Bezugsoberfläche wird gemäß der Darstellung in Fig. 2 die Höhe H für die Lage des Entfernungsmessers 17 oberhalb der Oberfläche 15 bzw. 16 bestimmt, Die Lage des Beobachtungsfensters 9 ergibt sich aus den Konstruktionszeichnungen für die Hochofen 1, anhand deren sich auch die Projektion des Beobachtungsfensters 9 auf die Bezugsoberfläche bestimmen läßt, wodurch sich dann der Abstand B zwischen dem Projektionspunkt c und dem Zentrum der die Bezugsoberfläche 16 bildenden Ebene erhalten läßt. In den Darstellungen in Fig. 2 und 3 ist angenommen, daß der Projektionspunkt c auf der Achse durch die Mitte des Hochofens 1 in der Bezugsoberfläche 16 liegt und daß die entlang von Meßkreisen, für die einer als Beispiel eingezeichnet ist, angeordneten Meßpunkte dort ihren Anfang haben, wo der Kreis die positive x-Achse schneidet und auf diesem Kreis mit einem Sektorwinkel Φ (Fig. 3) gleichförmig verteilt sind. Bei dem in Fig. 3 veranschaulichten Beispiel erfolgt die Messung

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gegenüber einem Punkt ρ auf dem Abtastkreis in der Bezugsebene mit dem Radius R und dem Sektorwinkel ηγgegenüber der positiven x-Achse. Die Richtwinkel Q in horizontaler und /n in vertikaler Richtung werden geometrisch auf der Basis der bekannten Werte für H, R und η berechnet. Außerdem wird die Entfernung vom Entfernungsmesser 17 bis zum Punkt ρ berechnet. Anschließend wird die Entfernungsmessung gegenüber der wahren Oberfläche 15 in der Richtung

des Punktes P vorgenommen, worauf der Abstand M - t auf der η ^J ' η η

wahren Oberfläche 15 zur Anzeige gelangt. Die Höhe h der Normalen zu der imaginären Oberfläche 16 und dem Punkt t auf der wahren Oberfläche 15 wird nach den Vorschriften der Regeldetri berechnet. Außerdem wird die Lage des Auftreffpunktes q der Normalen mit der imaginären Oberfläche 16 berechnet, wobei bekannte geometrische Kethoden zur Anwendung kommen. Die berechnete Koordinate für die Lage des Punktes q und die Höhe h werden in dem zur Datenverarbeitungseinheit 12 gehörenden Speicher 111 gespeichert. Anzumerken ist, daß das Muster der nach vollständiger Durchführung einer Meßfolge erhaltenen und im Speicher 111 festgehaltenen Koordinaten nicht gleichförmig über die imaginäre Oberfläche 16 verteilt ist, da die Wellenform in der wahren Oberfläche 15 zu Verschiebungen im Abtastmuster führt, anhand dessen die beschriebenen Berechnungen durchgeführt werden. Das bringt es mit sich, daß die erhaltenen Heßergebnisse nicht in gleichförmigen Abständen voneinander auf regelmäßig angeordneten Kreisen liegen.

Die Darstellung in Fig. 4 zeigt das Ergebnis einer Serie von Messungen, die innerhalb eines Quadranten der imaginären Oberfläche 16 eingezeichnet sind. Zu jedem Punkt q gehört der Wert h der Höhe zur wahren Oberfläche 15. Wenn gemäß der Erfindung ein erhabener Schnitt senkrecht zur Oberfläche 15 entlang einer Linie D gezeichnet werden soll, so zeigt es sich, daß relativ wenige Punkte bis zu dieser Linie reichen, wobei die Anzahl der Punkte um so kleiner wird, je weniger Meßpunkte die Meßserie umfaßt. Das in Fig. 4 gezeigte Muster von Punkten ist zwar zu dünn, un eine realistische Abschätzung der Höhenverteilung für die Ober-

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fläche zu ermöglichen, das Berechnungsprinzip für die Höhenverteilungskurve läßt sich aber am besten irit-einem spärlichen Muster veranschaulichen. Die bei einern speziellen Fall für das Muster zu wählende Punktdichte ist in Abstimmung damit zu bestimmen, wie nahe beieinander erwartete Unregelmäßigkeiten liegen und wie steil sie sein werden und wie rasch sich die Oberfläche wahrscheinlich verändern wird. Jeder Entfernungsineßvorgang nimmt für seine Durchführung eine bestimmte Zeit in Anspruch, und das gleiche gilt für jede Änderung in der Einstellung zwischen aufeinanderfolgenden Messungen.

Wie die Darstellung in Fig. 4 zeigt, wird ein Gebiet mit einem spezifischen Abstand d von der vorgesehenen Linie D ausgewählt, und jeder Punkt q . auf einer Seite der Linie D innerhalb des ausgewählten Gebietes hat ein Gegenstück in einem Punkt q, ., der innerhalb des ausgewählten Gebietes auf der anderen Seite der Linie D und innerhalb eines bestimmten vorgegebenen spezifischen Abstandes von dem Punkt q . liegt. Die Darstellung in Fig. 4 zeigt, daß

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nur ein Punkt q, ₁ innerhalb des Abstandes d von dem Punkt q ₁ liegt, während Punkte q,~, q,., usw. innerhalb des Abstandes d von den Punkten g „, zsw. liegen. Die Berechnung wird dort durchgeführt, wo die Linie D jeweils die ausgezogene Linie zwischen allen Paaren von einander zugeordneten Punkten schneidet. Die Höhenwerte für die einander entsprechenden Punkte werden aus den entsprechenden Speicherstellen entnommen, und ausgehend von der Annahme, daß die Höhenverteilung zwischen jedem Paar von einander zugeordneten Punkten linear verläuft, wird die Höhe aller Schnittpunkte entlang der Linie D berechnet. Die so erhaltene Höhenkurve gemäß Fig. 5 wird auf einem Schreiber gezeichnet oder auf einem Bildschirm sichtbar gemacht, wobei benachbarte Punkte jeweils durch gerade Linien miteinander verbunden werden.

In den Fällen, bei denen ein relativ dichtes Abtastmuster gewählt worden ist, ist es anstelle der oben beschriebenen Anpassungsprozedur möglich, das Gebiet auf beiden Seiten der gewünschten Linie D sehr schmal zu wählen und für alle Punkte innerhalb

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der Grenzen dieses Gebietes eine Einzeichnung normal zu dieser Linie unter Beibehaltung der speziellen Höhenwerte vorzunehmen. Dies führt zu einer wesentlichen Verringerung der im Rechner vorzunehmenden Rechenschritte.

Die in Fig. 4 gezeigte Linie D verläuft durch den Ursprung, jedoch liegt es auf der Hand, daß statt dessen jede beliebige andere Linie eingezeichnet werden kann und daß diese Linie nicht einmal gerade zu verlaufen braucht. Auch in diesem Falle ist das gleiche Prinzip für die Höhenberechnung und Markierung anwendbar wie oben. So können beispielsweise Höhenkurven entlang mehrerer paralleler und nahe beieinander verlaufender Linien berechnet und auf einem Bildschirm in Form einer Höhenreliefkarte dargestellt werden. Dabei können die Höhenniveaus für die verschiedenen Höhenrelieflinien auf dem Bildschirm in unterschiedlichen Farben dargestellt v/erden, indem beispielsweise die unterste Höhenlinie in rot und die oberste in blau wiedergegeben wird, während der Rest der Kurve in einer geeigneten Farbskala dazwischen erscheint. Die Darstellung in Fig. 6 zeigt ein Beispiel für eine Höhenreliefkarte, die auf einem Bildschirm zusammen mit Textzeilen zur Darstellung kommt, die berechnete Daten zeigen, die für einen Bedienungsmann von Interesse sind. In Fig. 6 ist eine Chargenoberfläche gezeigt, die eine in hohem Maße unregelmäßige Verteilung aufweist. Eine Anzeige dafür, daß kritische Verhältnisse vorliegen, erscheint auf dem in Fig. 6 gezeigten Schirmbild dadurch, daß in der oberen rechten Ecke des Bildschirms das Wort "GEFAHR" .aufleuchtet.

Gemäß der Erfindung sind außerdem Höhenniveaukurven für die Chargenoberfläche zu zeichnen. Wenn die Punkte in dem Abtastmuster sehr nahe beieinander gewählt sind, können für jedes Höhenniveau, das eingezeichnet werden soll, Punkte miteinander verbunden werden, für die eine Höhe angezeigt ist, die innerhalb vorgegebener Toleranzgrenzen bei dem gültigen Höhenniveau liegt. In dieser Weise wird jeder angezeigte Punkt mit den beiden ihm

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nächsten Punkten mit der gleichen Anzeige verbunden. Als Alternative hierzu kann das Rechnerprogramm so ausgelegt v/erden, daß jeder angezeigte Punkt mit allen angezeigten Punkten verbunden wird, die innerhalb eines vorgegebenen Abstandes von dem jeweils gültigen Punkt liegen und die gleiche Anzeige aufweisen.

Wenn ein relativ dürftiges Abtastungsmuster gewählt worden ist, wird statt dessen in folgender Weise vorgegangen: Zunächst wird der Punkt mit der größten Höhe angezeigt. Das gewünschte Höhenniveau unterhalb dieser Höhe wird bestimmt, und alle Punkte mit Höhen zwischen der höchsten Höhe und dem ausgewählten obersten Höhenniveau werden angezeigt. Sodann sucht der Rechner alle Punkte in einem vorgegebenen Abstand von jedem ausgewählten Punkt und bestimmt, ob die Höhenmarkierung für diese Punkte oberhalb oder unterhalb des Höhenniveaus für die betreffende Höhenniveaukurve liegt. Für diejenigen Punkte, deren Höhenniveau unterhalb der betreffenden Höhenniveaukurve liegt, erfolgt dann eine Zuordnung zu dem entsprechenden Punkt mit einer größeren Höhe, und wiederum ausgehend von der Annahme einer linearen Höhenverteilung zwischen den beiden Punkten jedes solchen Punktepaares wird derjenige Punkt zwischen den beiden Punkten berechnet, bei dem das gewünschte Höhenniveau vorliegt. Es erfolgt also eine Höheninterpolation gemäß der Darstellung in Fig. 7 für einen Punkt h... zwischen einem Punkt h...., dessen Höhe über dem gewünschten Höhenniveau liegt, und einem Punkt h₁ ., dessen Höhe unterhalb des gewünschten Höhenniveaus liegt, für einen Punkt h.., zwischen dem Punkt h.... und einem weiteren diesem zugeordneten Punkt h.. » usw. Die berechneten Punkte für die höchste Höhenniveaukurve werden auf der Höhenniveaukurve auf dem Bildschirm in Fig. 8 zur Darstellung gebracht, und jeder Punkt wird mit den beiden ihm nächsten Punkten oder mit allen innerhalb eines vorgegebenen Abstandes davon liegenden Punkten verbunden. Wie die Darstellung in Fig. 8 zeigt, wird unten oder sonst an geeigneter Stelle an der jeweiligen Kurve eine Zahlenangabe für die Bezeichnung des jeweiligen Höhenniveaus eingeblendet.

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Wenn das höchste Höhenniveau eingezeichnet ist, wird die Berechnung für das nächste Niveau vorgenommen, indem alle Punkte mit markierten Höhen zwischen dem obersten und dem nächst oberen Höhenniveau durch den Rechner ermittelt und mit nahe gelegenen Punkten mit Höhenmarkierungen unterhalb des nächst oberen Höhenniveaus in Beziehung gesetzt werden. Sodann werden die Punkte zwischen jedem solchen Paar von zugeordneten Punkten mit der Höhe der nächst höheren Höhenniveaukurve berechnet und auf der Höhenniveaukurve markiert, und die nächste Höhenniveaukurve wird eingezeichnet. Beim Zeichnen dieser letzteren Kurve ist darauf zu achten, daß dann, wenn die zuvor gezeichnete oberste Höhenniveaukurve zwischen zwei nahe beieinander gelegenen Punkten mit dem nächst oberen Höhenniveau liegen sollte, diese Punkte auch dann nicht für eine gegenseitige Verbindung gewählt werden, wenn sie einander am nächsten liegen sollten. Diese Punkte werden vielmehr jeweils mit zwei anderen Punkten verbunden, die nahe dabeiliegen, wobei die Verbindungslinie aber die oberste Höhenniveaukurve nicht schneidet.

Die Berechnung und Markierung aller weiteren Höhenniveaukurven geschieht in analoger Weise wie oben, bis alle erforderlichen Kurven eingezeichnet sind.

Statt die oberste Höhenniveaukurve als erste zu zeichnen, kann bei der aufeinanderfolgenden Aufzeichnung der Höhenniveaukurven selbstverständlich auch mit der Kurve für das unterste Höhenniveau begonnen werden. Alle Positionen werden in bezug auf Hochofenkoordinaten berechnet.

In der Darstellung des Bildschirmes in Fig. 8 ist nur jede zweite Höhenniveaukurve mit einer in Form einer Zahlenangabe wiedergegebenen Markierung für die jeweilige Höhe versehen, da es 0 offensichtlich unnötig ist, jede einzelne Höhenniveaukurve durch eine solche Markierung zu kennzeichnen. Als Alternative oder auch in Ergänzung hierzu können die verschiedenen Höhenniveaukurven

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auch in unterschiedlichen Farben wiedergegeben v/erden, wobei beispielsweise rot das unterste Höhenniveau und blau das oberste Höhenniveau bezeichnet, während die übrigen Kurven mit einer passenden Farbskala dazwischen dargestellt werden. Zusätzlich ist der Bildschirm in Fig. 8 neben der Höhenniveaukarte mit Text versehen, der Information über den Zustand des Hochofens vermittelt. Da in dem dargestellten Falle die Charge in hohem Maße unregelmäßig verteilt ist, leuchtet in der rechten oberen Ecke des Eildschirmes in Fig. 8 das Wort "GEFAHR" auf.

Wie bereits erwähnt, ergeben sich bei Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung gewisse Unbequemlichkeiten dadurch, daß jede einzelne Entfernungsmessung zu einem Punkt auf der Oberfläche der Charge eine bestimmte Zeit für ihre Durchführung in Anspruch nimmt. Für jeden Meßpunkt ist zum Einstellen der Abtasteinrichtung und zur Durchführung der tatsächlichen Messung eine Zeit in der Größenordnung von 1 see erforderlich. Es ist daher äußerst wichtig, die Anzahl der Meßpunkte auf ein Minimum zu verringern, aber dennoch ein zuverlässiges und verläßliches Meßergebnis zu erhalten. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung werden daher Messungen nur zu bestimmten speziellen Punkten auf der Chargenoberflache durchgeführt, die von besonderer Bedeutung für die Überprüfung der Arbeitsweise des Hochofens sind. Dazu ist in Fig. 9 eine Chargenoberfläche in einer scheraatischen Draufsicht dargestellt, wobei außerdem rund um den Hochofen die Lage der zugehö-

rigen Blaserohre f₁, f „, f_ schematisch angedeutet ist. Bei

dem dargestellten Beispiel sind insgesamt 28 Blaserohre vorgesehen, jedoch kann diese Zahl innerhalb relativ weiter Grenzen schwanken und hängt jeweils von der Größe des Hochofens ab. Die Anzahl von 28 Blaserohren ist kennzeichnend für einen sehr großen Hochofen, und gerade für solche große Hochöfen erweist sich das Verfahren gemäß der Erfindung als besonders nützlich.

Um einen Meßvorgang mit so wenigen Meßpunkten wie möglich durchführen zu können, ist es zweckmäßig, die Messungen auf Punkte von besonderer Bedeutung für das Gesamtergebnis zu konzentrie-

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ren. In der Darstellung in Fig. 9 ist dazu eine Meßserie, die nur relativ wenige Messungen mit sich bringt, mit einer Markierung (x) angedeutet. Als erstes wird dabei eine Messung zum Zentrum e_ der Chargenoberfläche vorgenommen. Der im Anschluß daran mit den gleichen Berechnungen, wie sie oben beschrieben worden sind, erhaltene Wert für die Höhe dient dann als Basisniveau für die Bezugsoberfläche. Die Bezugsoberfläche ist in diesem Falle außerdem eine Oberfläche mit idealer Topographie. Stillschweigende Voraussetzung ist weiter, daß alle weiteren Messungen gegen die Bezugsoberfläche zu Werten innerhalb eines vorgegebenen zulässigen Toleranzbereiches führen. Der Rechner berechnet dann die Werte für V- und Θ. (vgl. Fig. 2 und 3) für jeden Meßpunkt auf der Basis der Ergebnisse der Messung zur Mitte der Chargenoberfläche und der idealen Topographie für diese Oberfläche, wie sie im Rechner gespeichert ist. Außerdem berechnet der Rechner, welchen Abstand die Entfernungsmessung für jeden Meßpunkt gegenüber der iedealen Bezugsoberfläche ergeben sollte. Wenn der wahre Meßwert für einen tatsächlichen Meßpunkt sich um mehr als eine vorbestimmte Abweichung von dem berechneten Abstand unterscheidet, dann liegt aller Wahrscheinlichkeit nach ein Fehler vor.

Die Messungen zu der imaginären Bezugsoberfläche werden entlang eines Ringes mit einem spezifischen Abstand von der Wandung des Hochofens durchgeführt. Die Entfernung zu Punkten e.. , e„, e_, ...... wird gemessen, wobei jeweils j.eder zweite Meßpunkt unmittelbar oberhalb eines Blaserohres liegt, während sich die restlichen Meßpunkte jeweils im Zwischenraum zwischen zwei Blaserohren befinden. Bei insgesamt 28 Blaserohren ergibt diese Meßfolge eine Meßserie mit einem Kreis von 57 Meßpunkten.

Wenn sich für ein spezielles Gebiet wie beispielsweise für Punkte e , e, , e im Quadranten II eine spezielle Abweichung, beispielsweise eine die berechnete Entfernung übersteigende Entfernung ergeben sollte, so wird das Gebiet rund um diese Punkte im einzelnen untersucht. Die Abweichung kann z.B. darauf zurückzuführen sein, daß das Blaserohr f einen zu großen oder einen zu klei-

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nen Durchsatz an Preßluft liefert od.dgl. Wenn dies nicht der Fall ist, kann in diesem Bereich möglicherweise eine zusätzliche Beschickung erforderlich sein.

Mit der Markierung (o) ist in Fig. 9 eine andere Art von Meßpunktfolge gekennzeichnet, bei der die Meßpunkte diagonal über die Chargenoberfläche entlang zweier Geraden verteilt sind, die sich im Zentrum e der Chargenoberfläche senkrecht zueinander schneiden. Diese Meßpunktfolge kann anstelle der in Fig. 9 durch die Markierung (x) bezeichneten Meßpunktfolge Anwendung finden oder auch in Ergänzung hierzu. Es ist auch möglich, jeweils eine von zwei Meßfolgen entlang der Markierung (o) vorzunehmen und für die jeweils andere Meßfolge das Schema mit der Markierung (x) zu wählen. In beiden Fällen erfolgt die erste Messung der Serie zum

Zentrum e der Charaenoberflache.
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Um das Ergebnis der Messungen in einer solchen Weise zur Darstellung zu bringen, daß es sich durch einen Bedienungsmann auf dem Bildschirm ohne weiteres deuten läßt, wird jeder Meßpunkt auf einem Bildschirm mit dem in Fig. 9 veranschaulichten Muster zur Anzeige gebracht, wobei die Meßpunkte, bei denen die durch den Rechner berechnete Entfernung innerhalb der zulässigen Toleranzgrenzen mit dem im Zuge der Messungen erhaltenen Wert übereinstimmen, in weißer Farbe wiedergegeben werden; diejenigen Punkte, wo die gemessene Entfernung größer ist als die berechnete Entfernung, kommen dann je nach der Größe der Abweichung in den Farben gelb, orange und rot zur Anzeige, während für diejenigen Punkte, bei denen die gemessene Entfernung kürzer ist als die berechnete Entfernung, je nach dem Ausmaß der Abweichung eine Anzeige in den Farben grün, türkis und blau erfolgt. Eine farbige Anzeige dieser Art führt zu einem Bild, das sich durch den Bedienungsmann sehr leicht interpretieren läßt. Die Anzeige in den verschiedenen Farben gibt naturgemäß die berechnete Abweichung in der Höhe wieder. Der Rechner berechnet diese Abweichung, und er ist dazu in an sich bekannter Weise so programmiert, daß er die Punkte auf dem

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Schirm in Entsprechung zu der tatsächlichen Abweichung der Meßergebnisse für diese Punkte in der jeweiligen Farbe erscheinen läßt. Dabei ist ohne weiteres klar, daß auch andere Abtastrauster als die in Fig. 9 gezeigten in Betracht kommen.

In Fig. 10 ist eine weitere Ausführungsform für einen Entfernungsmesser dargestellt, der neben einem in der Zeichnung nicht gezeigten Beobachtungsfenster oberhalb der Chargenoberfläche angeordnet ist. Der Entfernungsmesser ist in Fig. 10 mit vier getrennten Optiken 21, 22, 23 und 24 versehen, die in einer gemeinsamen Fassung 25 angeordnet sind. Die Fassung 25 selbst ist drehbar auf einem Rotorglied 26 angebracht, das die Fassung 25 in ausgewählten Schritten um eine Drehachse E dreht, die so eingestellt ist, daß sie die imaginäre Ebene in deren Zentrum oder nahe dabei durchquert. Das Rotorglied 26 dreht die Fassung 25 unter Steuerung durch eine Steuereinrichtung 27. Das Rotorglied 26 kann beispielsweise ein Drehmelder sein, und in diesem Falle speist die Steuereinrichtung 2 7 dessen beide Sekundärwicklungen mit einer Wechselspannung, deren Amplitude berechneten Sinus- und Kosinus-Werten für den Drehwinkel entspricht, auf den die Fassung 25 eingestellt werden soll. Die Primärwicklung des Drehmelders wird mit einer Wechselspannung von konstanter Amplitude betrieben.

Vor dem Entfernungsmesser ist in Fig. 10 eine Drehscheibe 28 angeordnet, die mit mehreren keilförmigen Prismen 29 bestückt ist, die mit wechselseitig unterschiedlichen Brechungswinkeln auf einem Ring angeordnet sind. Die Anzahl der Prismen 29 ist durch die Anzahl der Optiken 21 bis 24, im vorliegenden Falle also durch die Zahl 4 ohne Rest teilbar. In Fig. 10 ist eine Drehscheibe 28 mit 3 Prismen 29 gezeigt, es könnte aber auch eine Ausführung mit 12 oder 16 Prismen verwendet werden. Die Drehscheibe 28 läßt sich in passenden Schritten verdrehen, um verschiedene Prismen 29 in den Strahlengang für die einzelnen Optiken 21 bis 24 zu bringen. Für den Antrieb der Drehscheibe 28 ist dabei ein Schrittmotor 30 vorgesehen, dessen Betrieb durch eine Steuereinrichtung 31 gesteuert wird. Der Mittelpunkt der Drehscheibe 28 ist so angeordnet, daß

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die Drehachse E für die Fassung 25 hindurchgeht, die Drehachse der Drehscheibe 28 selbst weist jedoch einen bestimmten Winkel gegenüber der Drehachse E auf, um eine Kompensation dafür zu erreichen, daß der Entfernungsmesser schräg in bezug auf die imaginäre Ebene eingestellt werden muß. Alternativ dazu können auch die Optiken 21 bis 24 einzeln zu diesem Zweck eingestellt werden.

Bei der Durchführung der Messung wird die Fassung 25 um einen Winkel von 90° hin- und zurückgedreht, so daß die Messungen mit den verschiedenen Optiken 21 bis 24 jede eine Messung zu dem jeweiligen Quadranten der imaginären Oberfläche darstellen. Die Neigung der Drehachse für die Drehscheibe 28 gegenüber der Drehachse E und die Einstellung der verschiedenen Optiken 21 bis 24 ist so, daß bei Einfügung der verschiedenen Prismen 29 in den Strahlengang dieser eine Auslenkung vom Zentrum bis zur Peripherie in jedem Quadranten erfährt.

Die Meßergebnisse werden in einer mit dem Entfernungsmesser verbundenen Datenverarbeitungseinrichtung 32 in der gleichen Weise verarbeitet, wie dies oben beschrieben ist, und anschließend erfolgt eine Darstellung auf einem Schreiber und/oder einem BiIdschirm.

Das Verfahren gemäß der Erfindung eignet sich insbesondere für die Messung von Entfernungen zur Chargenoberfläche in einem Hochofen, und dies ist mit speziellen Anforderungen an die verwendeten Geräte verbunden. Zum ersten ist es nicht möglich, auf der Chargenoberfläche einen Reflektor aufzustellen, und dementsprechend muß der verwendete Entfernungsmesser ohne einen solchen Reflektor auskommen können. Weiter soll unterstellt werden, daß ein elektrooptischer Entfernungsmesser mit einem eng gebündelten Informationsträger wie Laserlicht verwendet wird, wobei außerdem eine optische Filterung zur Störungsunterdrückung in Anwendung kommt. Ein Entfernungsmesser dieser Art ist in der DE-PS 25 51 965 beschrieben. Zum zweiten ist die Atmosphäre oberhalb der Char-

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genoberflache von solcher Art, daß sie von dem vom Entfernungsmesser abgestrahlten Licht nur während bestimmter, relativ kurzer Zeitintervalle durchdrungen werden kann. Diese Zeitintervalle müssen für die Entfernungsmessung ausgenutzt werden, und der Entfernungsmesser muß naturgemäß so eingerichtet werden, daß er eine Entfernungsmessung zu einem bestimmten Meßpunkt für den Fall wiederholt, daß sein Empfänger kein reflektiertes Signal von der Chargenoberfläche auffängt. Zum dritten ist damit zu rechnen, daß in die Umgebung der Chargenoberfläche feste Teilchen verschiedener Art ausgeworfen werden. Bei der Durchführung einer Entfernungsmessung kann es dann vorkommen, daß diese festen Teilchen angemessen werden. Es ist daher vielfach zweckmäßig, im Rahmen jeder Entfernungsmessung zu einem jeden Meßpunkt eine Serie von aufeinanderfolgenden Einzelmessungen vorzunehmen. Alle Meßergebnisse, die um einen bestimmten Betrag von der Messung mit der längsten erhaltenen Entfernung abweichen, werden dann ausgeschieden, und von den verbleibenden Meßergebnissen wird der Mittelwert berechnet, der dann die Basis für die oben beschriebenen weiteren Berechnungen bildet, so weit diese auf die Messungen an dem jeweiligen Meßpunkt zurückgehen.

Da die Entfernung zu den Meßpunkten auf der Chargenoberfläche innerhalb von 10m bekannt ist, braucht der Entfernungsmesser nur Messungen mit einer Modulationsfrequenz durchzuführen, was den Zeitbedarf für eine Entfernungsmessung wesentlich vermindert. Sodann ist der Entfernungsmesser ein solcher mit Phasenvergleich. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich zwar auch unter Verwendung eines Entfernungsmessers durchführen, bei dem die Zeit gemessen wird, die das Licht braucht, um vom Entfernungsmesser zur Chargenoberfläche und zurück zu gelangen, jedoch sind Entfernungsmesser der Bauart mit Phasenvergleich wegen ihrer größeren Meßgenauigkeit bevorzugt.

Eine sehr vorteilhafte Ausführungsform des Meßgerätes wird erhalten, wenn der Entfernungsmesser zusätzlich mit einem IR-Detek-

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tor ausgestattet wird, der so eingerichtet ist, daß er für jede Entfernungsmessung zu einem bestimmten Meßpunkt auf der Chargenoberfläche gleichzeitig eine Angabe über die Oberflächentemperatur an diesem Meßpunkt liefert. Dabei wird unterstellt, daß sowohl die Entfernung als auch die Temperatur für den einzelnen Meßpunkt gleichzeitig angezeigt, beispielsweise auf einem Bildschirm sichtbar geBiacht werden können. Wenn die Darstellung der Ergebnisse in Form einer Höhenreliefkarte gemäß der Darstellung in Fig. 6 erfolgt, brauchen die verschiedenen Höhenniveaus nicht durch unterschiedliche Farben kenntlich gemacht zu werden. Statt dessen kann eine Farbmarkierung zur Anzeige der jeweiligen Meßpunkttemperatur vorgesehen werden. Auf diese Weise lassen sich gleichzeitig die Höhen- und die Temperaturwerte der Chargenoberfläche in leicht interpretierbarer Weise zur Anzeige bringen. Natürlich ist es auch möglich, in die Höhenreliefkarte von Fig. 8 farbige Markierungen zur Temperaturanzeige einzuführen. Die Höhenniveaus für die verschiedenen Höhenniveaukurven sind dann naturgemäß in normaler Schrift auf dem Bildschirm anzugeben.

Die Darstellung in Fig. 11 zeigt ein Blockschaltbild für einen Entfernungsmesser, der zusätzlich mit Einrichtungen zur Temperaturanzeige ausgerüstet ist.

In der Darstellung in Fig. 11 strahlt der Entfernungsmesser einen Meßstrahl 45 zu einem Meßpunkt 44 und empfängt von dort einen reflektierten Strahl 46.

Der in Fig. 11 dargestellte Entfernungsmesser ist ein elektrooptischer Entfernungsmesser der Bauart mit Phasenvergleich, der einen Sender 47 besitzt, der als Meßstrahl· 45 einen modulierten monochromatischen Lichtstrahl emittiert. Wie in der Technik der Entfernungsmessung allgemein bekannt, wird bei einem solchen Entfernungsmesser die interessierende Entfernung anhand der Phasendifferenz zwischen der Modulation des ausgestrahlten und des empfangenen Lichtstrahles berechnet. Diese Modulation soll dabei

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eine Frequenz aufweisen, die eine hinreichende Entfernungsauflösung gestattet, und der entsprechende Frequenzbereich liegt beispielsweise zwischen 0,3 und 30 MHz. Die Strahlungsquelle im Sender 4 7 ist vorzugsweise' ein Laser, der Strahlung einer Wellenlänge emittiert, die einerseits in einem Wellenlängenbereich liegen muß, für den Photodetektoren empfindlich sind, was einen Wellenlängenbereich innerhalb des Bereiches der Eigenstrahlung des Hochofens bedeutet, anderseits aber ein günstiges Signal/Rausch-Verhältnis zeigen und sich daher von der Wellenlänge unterscheiden muß, wo die Strahlung des Hochofens innerhalb ihrer Bandbreite ein Maximum aufweist. Die Wellenlänge der emittierten Strahlung ist naturgemäß wesentlich verschieden von der Wellenlänge der Modulation. Gemäß der Erfindung weist der Sender 47 weiter eine Fokusäerungseinrichtung zum Fokussieren des Meßstrahles 45 auf den Meßpunkt 44 auf. Nach der Reflexion am Meßpunkt 44 wird die Strahlung als reflektierter Strahl 46 zum Entfernungsmesser zurückgesandt und dort von einem Empfänger 48 aufgefangen, der ein Linsensystem 55 enthält, hinter dem ein Filter 56 angeordnet ist. Dieses Filter 56 ist auf die vom Entfernungsmesser abgestrahlte Strahlung abstimmbar, und seine Bandbreite ist so eng, wie dies mit Rücksicht auf mögliche Temperaturänderungen im Entfernungsmesser nur möglich ist. Ueiter ist im Empfänger 48 eine Blende 57 vorgesehen, die sicherstellen soll, daß ein dahinter angeordneter Detektor nur die Strahlung erfaßt, die von einem sehr begrenzten Bereich rund um den Meßpunkt 44 im Hochofen herkommt, daß der Detektor also im wesentlichen nur von dem auf den Meßstrahl 45 zurückgehenden reflektierten Strahl 46 getroffen wird. Mit anderen Worten ausgedrückt verhindert die Blende 57 so weit wie möglich eine Beeinflussung des Detektors 58 durch die Eigenstrahlung des Hochofens.

Zwischen dem Linsensystem 55 und dem Filter 56 ist in Fig. 11 ein schräggestellter semitransparenter Spiegel 59 angeordnet, der einen Teil der vom Hochofen kommenden Strahlung zu einem IR-Detektor 60 umlenkt, dem ein Filter 61, das einen engen Wellenlängenbereich rund um die Wellenlänge des vom Sender 47 abgestrahlten Laserlichtes ausfiltert, und eine Blende 62 vorgeschaltet sind. In

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diesem Zusammenhang ist es auch möglich, den Spiegel 59 so auszubilden, daß er alle Strahlung außerhalb eines relativ schmalen Wellenlängenbereiches rund unr. die V7ellenlänge des vom Sender 47 abgestrahlten Laserlichtes reflektiert, für das er voll durchlässig ist.

Auch andere Lagen für den IR-Detektor als die in Fig. 11 gezeigte sind denkbar. Gegebenenfalls muß der IR-Detektor mit einem vollständig getrennten optischen System ausgestattet werden. Das wesentliche Merkmal ist dabei, daß der IR-Detektor die Wärmestrahlung am gleichen Meßpunkt 44 erfaßt, zu dem die Entfernungsmessung erfolgt.

Im Empfänger 48 wird die Modulation des reflektierten Strahles 46 in ein elektrisches Signal transformiert, das einem Verstärker 49 zugeführt wird. Um die Messung zuverlässiger zu machen, ist dem Verstärker 49 ein Mischer 50 als Frequenzumsetzer nachgeschaltet, der das empfangene Signal in seiner Frequenz umwandelt. Diese Frequenzwandlung im Mischer 50 erfolgt mit Hilfe eines zusätzlichen Signals aus einem daran angeschlossenen Generator 51. Das Signal aus dem Generator 51 weist eine Frequenz auf, die nahe bei der Modulationsfrequenz des empfangenen Signals liegt, und es ergibt sich daher ein transponiertes Signal von vergleichsweise niedriger Frequenz, das nach Filterung als Ausgangssignal des Mischers 5 0 erscheint.

Dieses transponierte niederfrequente Signal enthält Phaseninformation aus dem empfangenen Signal, und daher kann die Phasenmessung ebensogut an diesem Signal wie an dem modulierten, relativ hochfrequenten empfangenen Signal erfolgen, was bedeutet, daß die Schaltungen für den Phasenvergleich weniger kompliziert ausfallen können. Dieser Phasenvergleich wird in Fig. 11 in einem Phasenkomparator 53 vorgenommen, der außerdem mit einem Bezugssignal aus dem Sender 47 gespeist wird, das zuvor ebenfalls eine Frequenzumsetzung zu einer niedrigen Frequenz in einem Frequenzumsetzer 52 erfährt. Auch diese Frequenzumsetzung erfolgt mit

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Hilfe eines Signal aus dem Generator 51. Die Art der Durchführung des Phasenvergleiches im Phasenkomparator 5 3 ist in der Technik wohl bekannt, und sie soll daher hier nicht im einzelnen beschrieben werden, zumal sie auch keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet.

Das Ausgangssignal aus dem Phasenkomparator 5 3 wird unter Steuerung von Hand oder durch eine Automatik zu weiterer Verarbeitung einem Rechner 54 zugeführt.

Das Ausgangssignal aus dem Rechner 54 wird zu weiterer Verarbeitung in den in Fig. 1 gezeigten Arbeitsspeicher 11 eingespeist. Diesem Arbeitsspeicher 11 wird außerdem über einen Verstärker das Signal aus dem IR-Detektor 60 zugeführt. Die Datenverarbeitungseinheit 12 von Fig. 1 bereitet die ihr zugeführten Signale dann in der oben bereits beschriebenen Weise auf, wobei lediglich zusätzlich noch eine Verarbeitung auch der Signale aus dem IR-Detektor 60 erfolgt.

Patentansprüche BAD ORIGINAL

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Leerseite

Claims

PATENTANWALT DIPL.-ING. H. STROHSCHÄNK 8000 MÜNCHEN 60 · MUSÄUSSTRASSE 5 · TELEFON (0 89) 8816 08

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18.4.1980-SFSe(5) 190-1576P

Patentansprüche

(^J₅/Verfahren zum Registrieren der Topographie für die Charge in einem Hochofen, dadurch gekennzeichnet, daß von einem mit direkter Oberflächenreflexion der Meßstrahlung arbeitenden Entfernungsmesser von einem bestimmten Platz im oberen Hochofenbereich her über eine Zieleinrichtung Meßstrahlung auf ausgewählte Partien der Chargenoberflache gerichtet wird und daß anhand der Werte für die Lage des Entfernungsmessers, für die Zielwinkel· der Zieleinrichtung und für die Ergebnisse der Entfernungsmessungen die Lage der verschiedenen anvisierten Meßpunkte berechnet und in Form von auf ein ofeneigenes Koordinatensystem bezogenen Koordinaten dargestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messungen in bezug auf eine imaginäre Bezugsoberfläche im Hochofen in Entsprechung zu einem vorbestimmten Muster durchgeführt und die Abweichungen der Meßergebnisse in einer ausgewählten Bezugsrichtung gegenüber'der Bezugsoberfläche berechnet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich für jeden mit dem Entfernungsmesser angemessenen Meßpunkt mittels eines IR-Detektors die Meßpunkttemperatur erfaßt und zur Anzeige gebracht wird.
4„ Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an eine anfängliche Entfernungsmessung

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zum Zentrum der Chargenoberfläche auf der Basis der Einstellung der Zieleinrichtung und des Meßergebnisses für diese Messung und einer gespeicherten gewünschten Topographie die Einstellung für die Zieleinrichtung für die Durchführung einer Serie von tlessungen in Entsprechung mit einem vorbestimmten Muster für Messungen an der Chargenoberfläche berechnet werden.
5. Anordnung zum Registrieren der Topographie für die Charge in einem Hochofen, insbesondere in Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen an einer bestimmten Stelle im oberen Bereich des Hochofens (1), beispielsweise auf der Außenseite eines dicht abschließenden Fensters (9), angeordneten Entfernungsmesser (8) mit einer Zieleinrichtung (10) für die Einstellung der Meßrichtung auf ausgewählte Partien der Chargenoberfläche und durch einen Rechner (11, 12, 111), der auf der Basis der Lage des Entfernungsmessers, der an der Zieleinrichtung eingestellten Meßrichtungswinkel und der Ergebnisse der Entfernungsmessungen die Lage der verschiedenen Meßpunkte auf der Chargenoberfläche berechnet und in Hochofenkoordinaten darstellt.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Weg der Meßstrahlung vom Entfernungsmesser (8) ein stufenweise einstellbares Strahlablenkorgan (10) wie ein Kippspiegel oder ein Doppelkeilprisma mit zwei gegeneinander verdrehbaren Prismenkeilen eingefügt ist.
7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Entfernungsmesser (8) ein elektrooptischer Entfernungsmesser mit einem enggebündelten Informationsträger wie Laserlicht und optischer Filterung zur Störungsunterdrückung ist.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch einen Bildschirm (14) für eine Anzeige von Höhenlinien und/ oder Höhenschnitten auf der Chargenoberfläche.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der

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bildschirm (14) ein Farbbildschirm für eine Wiedergabe der Topographie der Chargenoberfläche in unterschiedlichen Farben für verschiedene Höhen ist.
10. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildschirm (14) ein Farbbildschirm für eine Wiedergabe der Höhenabweichungen von einer vorgegebenen Normaltopographie für die Chargenoberfläche an jedem einzelnen Meßpunkt mit einer der Größe der jeweiligen Höhenabweichung entsprechend unterschiedlichen Farbe ist.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Entfernungsmesser (8) zusätzlich mit einer Einrichtung mit einem IR-Detektor (60) für eine Anzeige der Temperatur an dem bei der Entfernungsmessung angemessenen Meßpunkt (44) ausgestattet ist.
12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildschirm (14) ein Farbbildschirm für eine Wiedergabe der Chargenoberfläche in Form von Kurven mit unterschiedlicher Farbe für verschiedene Temperaturwerte ist.
13. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekenn-0 zeichnet, daß der Entfernungsmesser (8) mit mehreren gleichzeitig arbeitenden Optiken (21, 22, 23, 24) ausgestattet ist, die mit einer gemeinsamen Einstelleinrichtung (25, 26, 27) und gemeinsamen elektronischen Schaltkreisen (32) gekoppelt sind.

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