JP2002003850A

JP2002003850A - コークス炉炉壁形状計測方法

Info

Publication number: JP2002003850A
Application number: JP2000189812A
Authority: JP
Inventors: Koichi Tezuka; 浩一手塚; Tomohiko Ito; 友彦伊藤
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 2000-06-23
Filing date: 2000-06-23
Publication date: 2002-01-09

Abstract

(57)【要約】【課題】例えばコークス押出時等に、非接触距離計に
よりコークス炉炭化室壁面形状を精度良く計測する方
法。【解決手段】コークス押出機１９のラムビーム１２
に、電磁波の送受信を行うアンテナ１〜３を、計測方向
が炭化室壁面に向き、設置間隔が一定距離となるように
設け、押出ラム１２を炭化室に挿入する際に、距離計測
装置６〜８が各自のアンテナ１〜３から炭化室壁面まで
の距離をそれぞれ計測し、同一計測地点に対して異なる
距離計測装置が計測した２つの距離計測値の差から挿入
に伴うアンテナの距離計測方向への変位量を求め、さら
にカメラ１４が撮影した画像データの炭化室内のアンテ
ナ参照点１７と炉体基準点１６との相互の位置関係に基
づき前記変位量を補正したコークス炭化室壁面形状を計
測する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高炉による製銑プ
ロセスで副原料として使用されるコークス製造のための
コークス炉の炭化室の炉壁形状計測方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】コークス炉では炭化室内に原料となる石
炭を装入し、燃焼室内でガスを燃焼させ、その熱により
炭化室内の石炭からコークスを生成する。生成されたコ
ークスは炭化室の一端側よりラムと呼ばれる装置により
押し出される。コークスの生成には長時間必要なため、
一般のコークス炉では多数の炭化室と燃焼室を交互に配
置し、各炭化室で順次コークスを生成させる連続操業を
行っている。

【０００３】コークス炉の操業の経過に伴い炭化室内面
の炉壁は損耗を生じるとともに、壁面へのカーボンの付
着により壁面に凹凸が発生し、成長する。壁面の凹凸が
成長するとラムによるコークスの押出し時に炉壁に負荷
がかかり、炉壁の損耗、脱落を生じる場合や、コークス
の押出しが不可能となる場合もあるため、炉壁の損耗状
況、カーボンの付着状態を把握し、適宜、補修、カーボ
ンの除去を行い、壁面の状態、形状を適正に制御する必
要がある。

【０００４】炭化室内面状況を把握する従来の方法とし
ては、例えば特開平１０−２７９９４６号公報では、図
７に示すように、コークス押出用ラムビーム１２に距離
センサ５０を設置し、コークス押出時に炭化室の壁面１
０までの距離を計測する方法が提案されている。この方
法ではラムビーム１２に設置された距離センサ５０と外
部固定点５２との間に張られたワイヤ５１の傾きを検出
器５３により検出することにより、押出ラムの挿入時の
ラムビーム１２の曲がり、蛇行等による距離センサ５０
の位置の変動を算出し、補正している。他の炭化室内の
壁面状況を把握する方法としては、一般に炉内にカメラ
を挿入し、表面の凹凸を観察する方法がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
許公報に示されたような、コークス押出用ラムビームに
設置された距離センサと外部との間に張られたワイヤの
傾きにより、ラムビームの曲がり、蛇行等による距離セ
ンサの位置ずれを補正する方法では、炭化室の奥行き方
向の距離が大きいため、外部から見たときの角度の変動
としては小さくなり、さらに、ワイヤの熱による変形収
縮の影響により正確な補正は困難であるという問題点が
あり、また、機械的にワイヤの繰り出し、巻き取りを行
うための装置の大型化、ワイヤの劣化、耐久性等の問題
もある。また、炉内にカメラを挿入する方法では、画像
から表面の凹凸状況を正確に計測することは困難である
という問題がある。本発明は、上記問題点を解決し、コ
ークス炉炭化室の炉壁形状を正確に計測する方法を得る
ことを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
コークス炉炉壁形状計測方法は、非接触の距離計測手段
のセンサ部をその計測方向がコークス炉炭化室の壁面に
向くように炭化室内に挿入して直線的に走査させ、この
走査中におけるセンサ部から炭化室壁面までの距離及び
センサ部の炭化室内への挿入量を逐次計測し、またコー
クス炉体に対する所定の位置に設置された画像撮影手段
により前記炭化室内に挿入されたセンサ部の位置を順次
撮影し、この各撮影画像に基づきセンサ部の各計測地点
の走査基準線から距離計測方向への変位量を順次求め、
このセンサ部の各変位量とセンサ部を介した距離計測手
段による計測値からコークス炉体の任意の基準位置に対
しての炉壁計測点の位置を算出するものである。

【０００７】本発明の請求項２に係るコークス炉炉壁形
状計測方法は、非接触の距離計測手段のセンサ部をその
計測方向がコークス炉炭化室の壁面に向くように炭化室
内に挿入して直線的に走査させ、この走査中におけるセ
ンサ部から炭化室壁面までの距離及びセンサ部の炭化室
内への挿入量を逐次計測し、またコークス炉体に対する
所定の位置に設置された画像撮影手段によりコークス炉
体に設けられた複数の基準位置及び炭化室内に挿入され
たセンサ部の位置を順次撮影し、この各撮影画像に基づ
き前記画像撮影手段の位置変動を補正した上でセンサ部
の各計測地点の走査基準線から距離計測方向への変位量
を順次求め、このセンサ部の各変位量とセンサ部を介し
た距離計測手段による計測値からコークス炉体の任意の
基準位置に対しての炉壁計測点の位置を算出するもので
ある。

【０００８】本発明の請求項３に係るコークス炉炉壁形
状計測方法は、前記請求項１または請求項２に係るコー
クス炉炉壁形状計測方法において、前記非接触の距離計
測手段のセンサ部をコークス押出ラムまたはラムビーム
の先端部に設置し、また前記炭化室内に挿入されたセン
サ部の位置またはこのセンサ部の位置及びコークス炉体
に設けられた複数の基準位置を順次撮影する画像撮影手
段を押出ラムを駆動する押出装置に設置するものであ
る。

【０００９】本発明の請求項４に係るコークス炉炉壁形
状計測方法は、複数の非接触の距離計測手段の各センサ
部を直線上の一定距離間隔に設置し、これら複数の各セ
ンサ部の計測方向がコークス炉炭化室の壁面に向くよう
に前記直線の方向で炭化室内に挿入して走査させ、この
走査中における各センサ部から炭化室壁面までの各距離
及び各センサ部の炭化室内への挿入量を逐次計測して記
録し、この記録データにより、２つの計測時点において
異なる２つの距離計測手段が各センサ部から炭化室壁面
の同一計測地点に対してそれぞれ計測した２つの距離計
測値の差を求め、この差と各距離計測手段の計測値とか
らセンサ部の各計測地点の走査基準線に対する距離計測
方向への変位量を求め、また前記各センサ部の炭化室内
への挿入、走査範囲内の複数の時点において、コークス
炉体に対する所定の位置に設置された画像撮影手段によ
りコークス炉体に設けられた複数の基準位置及び炭化室
内に挿入されたセンサ部の位置をそれぞれ撮影し、この
各撮影画像に基づき前記画像撮影手段の位置変動を補正
した上でセンサ部の各計測地点の走査基準線から距離計
測方向への変位量をそれぞれ求め、この画像撮影手段を
介して求めたセンサ部の各変位量によって前記複数の距
離計測手段の計測値から求めたセンサ部の対応する変位
量を補正し、この補正後のセンサ部の変位量とセンサ部
を介した距離計測手段の計測値からコークス炉体に対す
る任意の基準位置に対しての炉壁計測点の位置を算出す
るものである。

【００１０】本発明の請求項５に係るコークス炉炉壁形
状計測方法は、前記請求項４に係るコークス炉炉壁形状
計測方法において、前記複数の非接触の距離計測手段の
各センサ部をコークス押出ラムまたはラムビームの先端
部に設置し、また前記コークス炉体に設けられた複数の
基準位置及び炭化室内に挿入されたセンサ部の位置を順
次撮影する画像撮影手段を押出ラムを駆動する押出装置
に設置するものである。

【００１１】本発明の請求項６に係るコークス炉炉壁形
状計測方法は、前記請求項１から５までのいずれかの請
求項に係るコークス炉炉壁形状計測法法において、前記
非接触の距離計測手段は、マイクロ波またはミリ波帯域
の電磁波を発生し、この発生した電磁波の送信及び受信
を行うアンテナをセンサ部として、前記アンテナを介し
て発生した電磁波を炭化室壁面へ送信して壁面からの反
射信号を受信検出し、前記電磁波の送信時点から反射信
号の受信検出時点までの時間を計測し、この計測時間に
基づき前記アンテナから炭化室壁面までの距離を計測す
るものである。

【００１２】本発明の請求項７に係るコークス炉炉壁形
状計測方法は、前記請求項１から５までのいずれかの請
求項に係るコークス炉炉壁形状計測し方法において、前
記非接触の距離計測手段は、信号パターンは同一で周波
数がわずかに異なる第１及び第２の擬似ランダム信号
と、搬送波として用いる電磁波信号とをそれぞれ発生
し、前記第１の擬似ランダム信号と第２の擬似ランダム
信号を乗算した積を低域濾波してこの低域濾波出力の極
値信号を時間基準信号として、また前記第１の擬似ラン
ダム信号により前記搬送波を変調し、この被変調搬送波
の送信及び受信を行うアンテナをセンサ部として、前記
アンテナを介して前記被変調搬送波を炭化室壁面へ送信
して壁面からの反射信号を前記アンテナを介して受信
し、この受信信号に前記第２の擬似ランダムを乗算した
積を前記搬送波及びその直交搬送波を用いて各々検波
し、この各直交検波出力をそれぞれ低域濾波し、この各
低域濾波出力の二乗値を加算し、この加算結果の和信号
の極値信号を検知信号として、前記時間基準信号の発生
時点から前記検知信号の発生時点までの時間を計測し、
この計測時間と前記第１及び第２の擬似ランダム信号の
周波数に基づき前記アンテナから炭化室壁面までの距離
を計測するものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明においては、コークス炉炭
化室内に挿入された距離センサの位置から炭化室壁面ま
での距離を非接触で計測する距離計測手段と、前記距離
センサの炭化室内の位置を撮影して、その挿入、走査に
伴う変位を算出する画像撮影手段を使用する。そして非
接触の距離計測手段については、その使用数が単数の場
合と複数の場合があり、その計測媒体に光波を用いる場
合と電磁波を用いる場合があり、さらに電磁波を用いる
計測法には実時間計測法と拡張時間計測法とがある。

【００１４】また画像撮影手段については、単数の画像
撮影手段を炉外のコークス押出機等に設置する場合と、
複数の画像撮影手段を炭化室上部の石炭挿入穴部等に設
置する場合とがあり、その撮影対象としては、炭化室内
に挿入された距離センサの位置のみを撮影する場合と、
炉体に設けられた複数の基準位置と共に炭化室内の距離
センサの位置を撮影する場合とがある。従って上記種々
の場合の距離計測手段と画像撮影手段とを組合せると多
数の実施形態が考えられるが、以下の説明では、これら
のうちの一般的な実施形態の構成を実施形態１，２，３
として図示説明し、その他の場合の構成は文章により説
明する。

【００１５】実施形態１実施形態１においては、非接触でコークス炉炭化室壁面
までの距離を計測する距離計測手段として、それぞれ電
磁波の送信と受信を行い、電磁波の壁面までの往復の伝
搬所要時間（電磁波の送信時点から壁面反射信号の受信
検出時点までの実時間）に基づき距離を計測する装置
（例えばパルスレーダ等）を３台使用し、また単数の画
像撮影手段を炉外のコークス押出機に設置した場合の実
施例を示す。

【００１６】図１は本発明の実施形態１に係るコークス
炉炉壁形状計測装置の構成図である。図１の６，７，８
は、上記非接触の距離計測手段として、それぞれマイク
ロ波またはミリ波帯域の電磁波の送受信により各自のア
ンテナから炭化室壁面までの距離を計測する３台の距離
計測装置であり、１，２，３は、前記距離計測装置６，
７，８がそれぞれ個別に電磁波の送信と受信を行うため
のアンテナである。４は各アンテナ１，２，３にそれぞ
れ一端が結合された３個の導波管をまとめて示してい
る。５は３個の導波管の他端と３台の距離計測装置６，
７，８を個別に接続する３本の同軸ケーブルである。な
お導波管４と同軸ケーブル５は、アンテナ１〜３を押出
ラム及びラムビームと共に押出して炭化室内に挿入する
際に、この押出・挿入動作に支障が生じないように十分
な長さを設けておく。

【００１７】図１の９はコークス炉炉壁形状を計測する
ための信号処理装置であり、１０はコークス炉炭化室壁
面、１１はコークス押出機の押出ラム、１２はラムビー
ム、１３は押出ラム１１の押出量計測装置、１４はカメ
ラ、１５は画像処理装置である。１６は炉体に設けられ
た一対の基準点（以下炉体基準点という）であり、この
炉体基準点１６の位置を示す標識としてここでは発光ダ
イオード（ＬＥＤ）を両地点に設ける。１７はアンテナ
位置を示す参照点（以下アンテナ参照点という）であ
り、ここではアンテナ１，２，３の位置をまとめて示す
標識として１個の半導体ダイオード（例えばレーザーダ
イオードＬＤ）を設ける。なお発光ダイオードと半導体
ダイオードは共にカメラ１４に向けて発光する。１８は
コークスである。また図１の１９はコークス押出機であ
り、カメラ１４、画像処理装置１５、距離計測装置６，
７，８及び信号処理装置９が、このコークス押出機１９
に設置される。なお、コークス押出機１９は、押出ラム
１１及びラムビーム１２を押出してコークス炉内に挿入
するものであるが、その駆動部分の図示は省略してい
る。

【００１８】本実施形態１では、それぞれ導波管４の先
端に結合されるアンテナ１，２，３としては、開口寸法
３０×３０ｍｍ、高さ３０ｍｍのホーンアンテナを使用
し、各アンテナホーンの開口部は炭化室炉壁面に向け
て、各アンテナの設置間隔は一定距離の５０ｍｍとな
り、各アンテナが直線上に配列、固定されるように、ラ
ムビーム１２の先端部に取付けた。そしてコークス押出
作業時に、ラームビーム１２と共にアンテナ１，２，３
がコークス炉炭化室内に挿入されるので、この挿入過程
で、各距離計測装置は、連続的に距離計測を行えばよい
わけであるが、少くとも、挿入増加量が各アンテナの設
置間隔の一定距離（この例では５０ｍｍ）に到達する挿
入時点毎に、各アンテナ１，２，３から炭化室壁面まで
の距離をそれぞれ計測するようにしている。

【００１９】図１の装置の動作を説明する。距離計測装
置６〜８は、それぞれマイクロ波またはミリ波の電磁波
信号（例えばパルス波信号）を発生し、この発生信号を
同軸ケーブル５及び導波管４を介して各自のホーンアン
テナ１〜３に供給する。ホーンアンテナ１〜３ではそれ
ぞれ電磁波信号をコークス炉炭化室壁面１０に向けて送
出する。ここで、ラムビーム１２に取付けられる電磁波
信号の伝送路に導波管４を使用しているが、これは、計
測動作を押出ラム１１によるコークス押出時に行うの
で、アンテナおよび信号伝送路がコークス路壁面からの
熱を受けることで、伝送路として同軸ケーブルを使用す
ると、その耐久性に問題があるためで、本実施形態では
特に耐熱性を向上させるためＳＵＳ製の導波管を使用し
ている。また、導波管４およびホーンアンテナ１〜３の
内面にガスパージを実施することによりホーンアンテナ
および導波管への粉塵のつまりを防止するとともに、ガ
スパージによる冷却効果によりアンテナおよび導波管の
耐熱性能を向上させることも可能である。

【００２０】アンテナ１〜３から送信された電磁波信号
（前記の例えばパルス信号）は炭化室壁面１０で反射さ
れ、反射された信号のうちアンテナ側に戻った信号はホ
ーンアンテナ１〜３によりそれぞれ受信される。受信さ
れた各電磁波信号は導波管４及び同軸ケーブル５を介し
て各距離計測装置６〜８に戻り、各距離計測装置６〜８
では、電磁波信号の送出から反射信号の受信、検出まで
の時間、すなわち電磁波信号が各ホーンアンテナ１〜３
から炭化室壁面１０までの往復の距離を伝搬するのに必
要な時間と電磁波の伝搬速度から各ホーンアンテナ１〜
３から炭化室壁面１０までの距離を算出する。

【００２１】各距離計測装置６〜８により計測された距
離データは信号処理装置９に入力される。また信号処理
装置９には、押出量計測装置１３からラムビーム１２の
押出量の計測値、すなわちアンテナの炭化室内での位置
データが入力される。このようにして、信号処理装置９
には、各アンテナをラムビーム１２と共に炭化室内に挿
入、走査する際に、各アンテナの位置データとこの各ア
ンテナ位置からの各距離計測データが順次入力される。
この各アンテナを直線的に炭化室内に挿入、走査させな
がら距離計測を行う際に、各アンテナの走査経路を直線
上に維持できれば任意の基準線に対する炉壁の形状、把
握が可能である。しかし実際の計測においては、ラムビ
ーム１２の曲り、よじれ、振動等により、アンテナの走
査経路を正確に直線上に維持することは困難であり、走
査方向に対して直角方向に、特に水平面における左右方
向に多くの変動や蛇行を生じる。

【００２２】上記ラムビーム１２と共に各アンテナを炭
化室内に挿入、走査せるときに、この走査経路の蛇行等
により生じるアンテナの距離計測方向への位置変化につ
いての対策として、本実施形態１では、下記の第１及び
第２の対策を用意している。上記第１の対策として、図
１では３台の距離計測装置６，７，８を設置し、これら
のアンテナ１，２，３を一定距離間隔（この例では５０
ｍｍ）で直線状のラムビーム１２上に設けている。そし
てコークス押出機１９がラムビーム１２と共にアンテナ
１〜３を炭化室内に挿入、走査させているときに、信号
処理装置９では、各距離計測装置６〜８からの距離計測
データと押出量計測装置１３からのアンテナ位置データ
から、異なるホーンアンテナが炭化室の同一位置を計測
した際の距離データを導出し、これより異なるホーンア
ンテナが同一地点を計測する時点間のアンテナの距離計
測方向の位置の変化、すなわちラムビーム１２の先端部
の変位を算出している。なお、この第１の対策の詳細は
図２により説明する。

【００２３】前記第２の対策のために、図１ではコーク
ス押出機１９にカメラ１４及び画像処理装置１５を設け
ている。これは、アンテナ１〜３をラムビーム１２と共
に炭化室内に挿入、走査させる際に、この走査範囲が長
くなり、この間に前記第１の対策による処理を繰り返す
と、査定方向に対して微少な角度誤差があっても、算出
されるアンテナ変位量の誤差が累積され、精度の良いア
ンテナ変位量を得ることが困難となることによる。そこ
で第２の対策としては、前記アンテナの走査範囲内の複
数の時点において、カメラ１４により炭化室内のアンテ
ナ位置と炉体上の一対の基準点の位置を撮影し、この撮
影画面上のアンテナと一対の炉体基準点の相互の位置関
係により炉内アンテナの走査基準線に対するアンテナ変
位量を算出し、前記第１の対策による処理により求めた
アンテナ変位量の累積誤差を補正し、変位計測精度を向
上させるようにしている。なお、この第２の対策の詳細
は、図３、４において説明する。

【００２４】図２は図１の距離計測装置６，７，８によ
るアンテナ変位計測例の説明図である。図２において、
前回、押出量計測装置１３の計測押出量がＤのときのあ
る計測時点において、３つのアンテナ１，２，３の位置
から炭化室壁面１０の対向位置Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃までの
距離の計測値がそれぞれＬ₁₀，Ｌ₂₀，Ｌ₃₀であったとす
る。今回、ラムビームの押出量を前回より各アンテナの
設置間隔ΔＤだけ増加させた押出量（Ｄ＋ΔＤ）の計測
時点で、アンテナ１，２，３から炭化室壁面１０の対向
位置Ｐ₂，Ｐ₃，Ｐ₄までの計測値がＬ₁₁，Ｌ₃₁,Ｌ₄₁
であったとする。

【００２５】図２に示すように、計測値Ｌ₂₀とＬ₂₁は、
炭化室壁面１０の同一位置Ｐ₂から前回計測時のアンテ
ナ２までの距離と今回計測時のアンテナ１までの距離で
あり、Ｌ₃₀とＬ₃₁は、炭化室壁面１０の同一位置Ｐ₃か
ら前回計測時のアンテナ３までの距離と今回計測時のア
ンテナ２までの距離であるから、ラムビーム１２によっ
てアンテナ１，２，３が同一直線上に移動（走査）した
場合には、それぞれ同一の計測値になるはずである。し
かし実際には、ラムビーム１２に取付けられたアンテナ
１，２，３の炭化室内への挿入増加量ΔＤ（各アンテナ
の設置間隔に等しい）に基づくラムビーム１２の曲り、
よじれ、振幅等により、アンテナ１，２，３の距離計測
方向へのずれによる変位と回転による変位により、次の
変位量が生じている。 ΔＬ₂＝Ｌ₂₀−（Ｌ₂₁−ΔＬ₃） ΔＬ₃＝Ｌ₃₁−Ｌ₃₀ 従って今回の計測時点におけるアンテナ３の計測値Ｌ₄₁
に対して、上記変位量により計測値Ｌ₄₁を補正すること
により、Ｌ₁₀〜Ｌ₃₀が計測された位置と同一の直線上の
位置からの計測値Ｌ₄₀が得られる。

【００２６】図３、４は図１のカメラ１４の設置位置及
びその撮影画像の例１、２を示す説明図である。図３、
４の（ａ）は、カメラ１４と炭化室炉壁１０の位置関係
を示すため、これらを真上からみた水平面における図で
あり、図の（イ）、（ロ）、（ハ）はラムビーム１２を
炭化室内に挿入、走査させたときに、アンテナ位置を示
すアンテナ参照点１７が炭化室内の（イ）、（ロ）、
（ハ）の位置にあることを示している。また図３、４の
（ｂ）はカメラ１４による撮影画像を、アンテナ参照点
１７の位置（イ）、（ロ）、（ハ）に対応させて示して
いる。なお、図３は炉体基準点１６を設けない例を示
し、図４はコークス炉体の入側の左右に一対の炉体基準
点１６を設けることにより、カメラ１４の位置変動量Δ
ｄが生じても、アンテナ参照点１７の変位を正しく撮影
できる例を示している。

【００２７】以下図３、４を参照し、図１のカメラ１４
及び画像処理装置１５の動作を説明する。図１のコーク
ス押出機１９に設置させるカメラ１４の方向及び位置
は、図４の（ａ）に示すように、アンテナの走査経路の
延長方向（走査基準線）とカメラ視野の中心軸の方向と
を一致させた方向で、カメラ視野内にコークス炉体の入
側の左右に設けられた一対の炉体基準点１６及び炉内に
挿入されたアンテナ位置を示すアンテナ参照点１７が収
まるような位置に取付けられ固定される。なお、カメラ
１４による撮影画像上でこれらの位置の判別が容易なよ
うに、ここでは炉体基準点１６にはＬＥＤを、アンテナ
参照点１７にはＬＤを設けて発光させているが、これら
の発光素子の代りに識別可能なマーキングを設けるよう
にしてもよい。

【００２８】カメラ１４による画像の撮影は、コークス
押出機１９による押出量があらかじめ定めた量に達した
（即ちアンテナ参照点１７があらかじめ定めた地点に達
した）時点に行う。本実施形態では、カメラ１４による
画像データの撮影は、アンテナ参照点１７が炭化室炉体
の両端（入側及び出側）を通過した時点と、炉体内の中
間の２点（入側から１／３、２／３地点）を通過した時
点に（即ち合計４回）行っている。ここで、各撮影地点
を通過する際に押出しラムを一時停止、もしくは押出し
ラムの押出速度を低下させれば、画像撮影時の押出装置
の振動等を抑制し、より正確な計測を行うことが出来
る。

【００２９】カメラ１４によって撮影された画像データ
は画像処理装置１５に送られる。最初に画像処理装置１
５は、画像データ中の炉体基準点１６の位置から炉体に
対するカメラ１４の相対的な位置を算出する。図４の
（ｂ）を参照すると、アンテナ参照点１７が（イ）の位
置の場合には、一対の炉体基準点１６が座標原点に対し
て左右対称の位置にあり且つアンテナ参照点１７が座標
原点上にある。そしてこのアンテナ参照点１７に対して
一対の炉体基準点１６が等距離（ｄ₁＝ｄ₂）にある。そ
こでアンテナは走査基準線上にあって、カメラ１４は所
定の正常位置にあることが判る。またアンテナ参照点１
７が（ロ）の位置の場合には、一対の炉体基準点１６が
座標原点に対して左右対称の位置になく且つアンテナ参
照点１７は座標原点上にはない。しかし、一対の炉体基
準点１６はアンテナ参照点１７に対して等距離（ｄ₁＝
ｄ₂）にある。そこでアンテナは走査基準線上にあっ
て、カメラ１４の方向は変化してないがカメラ１４の位
置のみが変化していることが判る。

【００３０】またアンテナ参照点が（ハ）の位置の場合
には、一対の炉体基準点１６が座標原点に対して左右対
称の位置にないが、アンテナ参照点１７は座標原点上に
ある。しかし一対の炉体基準点１６はアンテナ参照点１
７に対して等距離にはない（ｄ₁≠ｄ₂）。そこでカメラ
１４の位置が変化しており且つアンテナ参照点１７は走
査基準線上の位置にないことが判る。図４の（ｂ）で、
アンテナ参照点の位置が（ロ）、（ハ）の場合には、カ
メラ１４の撮影位置が変化して正常位置にないことが判
るので、画像処理装置１５は、この炉体基準点１６の位
置を基準としたカメラ位置の変動量Δｄを算出してお
き、後述の補正に使用する。なお、本実施形態では、カ
メラ１４の視野方向は変化せず、位置のみが変化するも
のとして説明する。

【００３１】次に画像処理装置１５は、画像データ中の
アンテナ参照点１７の位置からカメラに対するアンテナ
（参照点）の相対的な位置を算出することにより、アン
テナの炉体に対する位置を算出する。まず図３の（ａ）
によりアンテナの変位量を説明する。図３の（ａ）でア
ンテナ参照点１７の位置を（ハ）とし、カメラ１４の視
野の中心軸（即ち走査基準線）に対する位置（ハ）の参
照点１７の方位角θを求め、押出量計測装置１３による
押出量を用いて求めたカメラ１４から視野中心軸上の位
置（ハ）までの距離をＬとすると、アンテナの変位量ｄ
は、ｄ＝Ｌ・tanθ として求められる。次に前記求めた
カメラ１４の位置変動量Δｄを用いて前記カメラ中心軸
に対するアンテナの変位量ｄを補正して、当初アンテナ
を炉内に挿入、走査する際に設定したアンテナの走査基
準線（または任意の計測基準線）に対するアンテナの距
離計測方向への変位データを求める。

【００３２】前述のように図４の（ｂ）で、アンテナ参
照点１７が（ロ）、（ハ）の位置では、カメラ１４に撮
影位置の変動が生じているが、炉体に対するアンテナ参
照点１７の位置は、（ロ）の場合には変位しておらず
（一対の炉体基準点１６間の距離を２等分した位置にア
ンテナ参照点１７が存在するので）、（ハ）の場合には
変位していることを示している。このようにして、アン
テナの炭化室内の挿入、走査範囲内の複数の時点で得ら
れるアンテナの炭化室内での位置データ（前記アンテナ
の走査基準線または任意の計測基準線に対するアンテナ
の距離計測方向への変位データ）は信号処理装置９に供
給される。

【００３３】信号処理装置９は、画像処理装置１５から
前記アンテナの炭化室内での位置データが供給される毎
に、図２で説明した複数の距離計測手段を用いて同一計
測地点に対する異なるアンテナから計測した２つの計測
値の差から求めたアンテナの走査基準線に対するアンテ
ナの変位データを補正して、このアンテナの変位データ
の誤差の累積を防止する。そして信号処理装置９は、コ
ークス炉内に挿入されたアンテナの走査基準線に対する
位置、即ちアンテナの炉体に対する相対的な位置を求
め、このアンテナの相対的位置から炉壁までの距離を計
測した距離計測装置の計測値により、コークス炉体に対
する任意の基準位置に対しての炉壁計測点の位置を算出
してコークス炉炭化室の形状を精度良く求めることがで
きる。また、上記の計測は、コークス押出し時に行った
が、押出しラムを入り側に戻す際にも同様に計測可能で
あり、押出し時と戻り時の計測データを比較、補正する
ことにより正確な計測も可能である。

【００３４】図１の実施形態１においては、複数の距離
計測装置を用いた処理（第１の対策）によって各アンテ
ナの炭化室内に挿入、走査時の走査基準線に対する変位
を算出しているので、カメラ１４と画像処理装置１５に
よる画像データの撮影及びアンテナ位置算出処理は、前
記複数の距離計測装置を用いた処理によるアンテナ変位
データの誤差が累積されなければよいので、アンテナが
炭化室炉体の入側及び出側と、炉体内の入側から１／
３、２／３の地点の通過時点（即ち各炉体について４
回）としていた。しかし各炉体について、画像データの
撮影及びアンテナ変位算出処理の回数を増加させること
により（即ち第２の対策の実施頻度の増加により）、距
離計測装置の台数を２台にしたり、または１台にする
（即ち第１の対策を不採用とする）構成も実施可能であ
る。

【００３５】以上のように本実施形態１のコークス炉炉
壁形状計測方法によれば、コークス押出時に計測を行っ
ても、粉塵、温度等の影響を受けずにコークス炉炭化室
壁面形状を計測することができるので、計測のための時
間を別途確保する必要がなくなり、効率的な計測を行う
ことが可能となる。またコークス押出用ラムビームと共
に各アンテナを炭化室内に挿入、走査させるときに生じ
る走査方向に対するアンテナ位置の変動を、複数の距離
測定装置の各測定データを用いる処理と画像撮影手段の
撮影画像データを用いる処理の併用により補正するの
で、精度の良い計測値によりコークス炉炉壁形状を計測
することができる。

【００３６】図１の実施形態１では、距離計測手段とし
てホーンアンテナと電磁波信号の送受信を行う距離計測
装置を使用する例を示したが、距離計測手段として光信
号の送受信により距離計測を行う光波距離計を利用する
ことも可能である。この場合には、アンテナの代りに、
投光器及び受光器により構成される光センサ部を設置す
るので、この光センサ部及び光伝送路の熱、粉塵対策を
十分行う必要がある。

【００３７】また図１の実施形態１では、導波管４の先
端に結合される各アンテナは、各アンテナが直線上に一
定間隔で配列されるようにラムビーム１２の先端部に取
付け、コークス押出作業時に距離計測を行う例を示し
た。しかし各アンテナ及び伝送路を、押出ラムやラムビ
ームとは別の炭化室内挿入手段、例えば直線のはり状部
材（本明細書では、これを直線ビームと称する）等の先
端部に取付け、この直線ビームをこの直線方向で炭化室
内に挿入して計測を行うことも可能である。この場合は
炭化室内にコークスが装入されていないことが前提とな
るため、火炎、粉塵等の影響を受けにくくなるという利
点がある。また前記直線ビーム等の挿入手段に、距離を
計測する高さ方向の昇降手段を付加すれば、簡易に炭化
室の高さ方向の任意の高さの計測を行うことも可能とな
る。

【００３８】実施形態２実施形態１においては、非接触でコークス炉炭化室壁面
までの距離を計測する距離計測手段として、パルス波等
の電磁波の送受信により、電磁波の送信時点から壁面反
射信号の受信検出時点までの実時間を求め、この実時間
に基づき距離を計測する装置を用いたが、実施形態２に
おいては、周期性の擬似ランダム信号により変調された
搬送波信号を送信し、壁面から反射された受信信号に対
して、基準用の擬似ランダム信号との相関処理と直交検
波処理を行った信号に基づき検知信号を生成し、別途空
中伝搬路を介さないで生成される時間基準信号生成時点
から前記検知信号生成時点までの時間（実時間よりも著
しく拡張された時間）を計測し、この拡張された時間に
基づき高精度で且つ高いＳＮ比で距離を算出する装置を
用いるものである。

【００３９】図５は本発明の実施形態２に係る距離計測
装置の構成図である。図５において、３０，３１は第１
及び第２の擬似ランダム信号発生器、３２は搬送波信号
発生器、３３，３４，３５，３６，３７は周波数ミキサ
または乗算器、３８，３９は信号増幅器、４０，４１は
信号分配器、４２，４３，４４はローパスフィルタ（Ｌ
ＰＦ）、４５，４６は二乗器、４７は加算器を、４８は
信号処理装置を示す。

【００４０】なお実施形態２では、送受信アンテナにつ
いては、独立した２つのアンテナ構成としても、また送
信と受信を兼用する単一アンテナの構成としてもよい。
前者の送信用と受信用の２つの独立したアンテナ構成と
すると、送受信間のアイソレーションの面では有利であ
るが、２個のアンテナを炭化室内への挿入量が同一量と
なるように挿入する必要がある。後者の送受信兼用アン
テナの場合には、アンテナの後段に方向性結合器等を設
けて、ここで送信機側と受信機側との分離を行うように
する。なお、以下の説明では、送受信兼用のアンテナを
用いたとして説明する。

【００４１】図５の各機器の機能及び動作を説明する。
本実施形態２では、第１及び第２の擬似ランダム信号発
生器３０，３１としては、フィードバックループを有す
るシフトレジスタにより構成されるＭ系列信号発生器を
使用し、符号長１２７、周波数１５２５．０００ＭＨｚ
と１５２７．００５ＭＨｚの（即ち２つの周波数の差が
僅少の）２値のＭ系列信号を発生している。第１の擬似
ランダム信号発生器３０の一方の出力は、搬送波信号発
生器３２の出力である周波数２５ＧＨｚのｍｍ波信号と
ともに周波数ミキサ３３に入力され、周波数ミキサ３３
は搬送波信号を擬似ランダム信号により２位相変調す
る。この第１の擬似ランダム信号により位相変調された
搬送波信号は、信号増幅器３８により増幅されて外部に
出力され同軸ケーブル５及び単波管４を通じてアンテナ
に供給される。

【００４２】前記アンテナから放射された被変調搬送波
は測定対象物である炭化室壁面１０まで伝搬し、ここで
反射される。この反射信号のうち一部は逆方向に伝搬
し、再び前記アンテナにより受信される。この受信信号
は伝搬に伴う拡散、散乱により減衰した信号とノイズ信
号とが重畳した信号となっている。前記アンテナにより
受信された信号は、図５の距離計測装置に入力され、信
号増幅器３９で増幅された後に周波数ミキサ３４に入力
される。周波数ミキサ３４では、入力された受信信号と
第２の擬似ランダム信号発生器３１の出力との乗算が行
われる。周波数ミキサ３４の出力は信号分配器４０によ
り２等分に分配され、それぞれ周波数ミキサ３５，３６
に入力される。

【００４３】搬送波信号発生器３２の出力信号は信号分
配器４１にも入力され、ここで信号位相が相互に９０゜
異なる２つの搬送波信号が出力される。この信号分配器
４１の２つの出力は、それぞれ周波数ミキサ３５，３６
に入力され、ここで受信信号の搬送波成分の検波（直交
検波）が行われる。周波数ミキサ３５，３６から出力さ
れる直交検波出力は、それぞれローパスフィルタ４２，
４３に入力され周波数帯域制限が加えられることにより
積分処理されたことになる。ローパスフィルタ４２，４
３の出力は、二乗器４５，４６で二乗された後に加算器
４７により加算される。この加算器４７の出力は、計測
対象物からの受信信号に対して搬送波の検波と擬似ラン
ダム信号の相関処理を行った結果として、擬似ランダム
信号の自己相関に相当する信号となり周期的に出力され
る。そしてこの周期的な出力信号が信号処理装置４８に
供給される。

【００４４】信号処理装置４８は、加算器４７から周期
的に供給される擬似ランダム信号の自己相関に相当する
信号の最大振幅値を検出し、この検出時刻を検知信号発
生時刻として各周期毎に順次記憶する。

【００４５】第１及び第２の擬似ランダム信号発生装置
３０，３１の出力は、周波数ミキサ３７に直接入力され
乗算された後に、ローパスフィルタ４４により周波数帯
域制限されることにより積分処理されたことになる。こ
のローパスフィルタ４４の出力は、擬似ランダム信号の
相関出力に相当する信号となり周期的に出力される。そ
してこの周期的な出力信号は信号処理装置４８に供給さ
れる。信号処理装置４８は、ローパスフィルタ４４から
周期的に供給される擬似ランダム信号の自己相関に相当
する信号の最大振幅値を検出し、この検出時刻を空中伝
搬による時間遅れのない時間基準信号発生時刻として各
周期毎に順次記憶する。

【００４６】次に信号処理装置４８は、前記記憶した時
間基準信号発生時刻から検知信号発生時刻までの遅延時
間Ｔ_Dを各周期毎に計測する。そしてこの各周期毎に計
測した遅延時間Ｔ_D、電磁波の空中における伝搬速度
（空気中ではほぼ光速）ｖ、第１、第２の擬似ランダム
信号の周波数ｆ₁，ｆ₂とその差Δｆとを用いて、アン
テナから測定対象物までの距離を各周期毎に計測する。
このようにして炭化室内に挿入されるアンテナ位置毎に
壁面までの距離計測が行われ、この各計測値は、内部に
記憶されると共に、図１の信号処理装置９に出力され
る。

【００４７】以上のように実施形態２の距離測定装置に
よれば、下記の効果が得られる。近距離を計測する場合
に、電磁波の送信時点から測定対象物からの反射信号の
受信検出時点までの実時間を測定する方式は、電磁波の
伝搬速度がほぼ光速のため、きわめて短時間の測定を要
する。しかし本実施形態２で計測される遅延時間Ｔ_D
は、実施形態１の実時間を著しく拡大した時間となって
いるため、近距離を高精度で計測することができる。ま
た本実施形態２では、測定対象物からの反射信号を受信
信号より直接検出するのではなく、受信信号より搬送波
の検波と擬似ランダム信号の相関処理を行うので、この
相関処理によりノイズが低減され、信号が強調されるの
で、ＳＮ比が向上した検知信号により安定した計測がで
きる。

【００４８】なお図５の距離測定装置は、図１の複数の
各距離計測装置の一つの実施形態を示したものであるか
ら、図５の距離計測装置を３台用いて、図２で説明した
アンテナ挿入、走査基準線に対するアンテナ変位算出処
理及びこの変位算出の累積誤差を低減させるための図
３、４で説明した画像データを用いた補正処理は、実施
形態１の場合と同様に実施するものである。

【００４９】実施形態３実施形態１、２では、単数のカメラ１４をコークス押出
機１９に設置する例を示したが、複数のカメラ１４を炭
化室上部の石炭挿入穴部に下向きに設置することもでき
る。図６は本発明の実施形態３に係る複数の画像撮影手
段の設置例を示す図であり、同図においては、複数のカ
メラ１４を炭化室上部の石炭挿入穴部に下向きに設置
し、押出し作業時にラムビーム先端部のアンテナ参照点
１７が石炭挿入穴下を通過する際の画像を真上から撮影
し、アンテナ走査基準線に対するアンテナ位置の変位を
画像処理装置１５によって計測するようにしたものであ
る。そしてこのアンテナ変位量を用いてアンテナ計測位
置の補正を行う処理は前記と同様である。

【００５０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、非接触の
距離計測手段のセンサ部をその計測方向がコークス炉炭
化室の壁面に向くように炭化室内に挿入して直線的に走
査させ、この走査中におけるセンサ部から炭化室壁面ま
での距離及びセンサ部の炭化室内への挿入量を逐次計測
し、またコークス炉体に対する所定の位置に設置された
画像撮影手段により前記炭化室内に挿入されたセンサ部
の位置を順次撮影し、この各撮影画像に基づきセンサ部
の各計測地点の走査基準線から距離計測方向への変位量
を順次求め、このセンサ部の各変位量とセンサ部を介し
た距離計測手段による計測値からコークス炉体の任意の
基準位置に対しての炉壁計測点の位置を算出するように
したので、画像撮影手段により撮影される画像データの
処理により距離計測手段のセンサ部の炭化室内への挿
入、走査に伴う距離計測方向への変位量が補正され、精
度の良い計測値によりコークス炉炉壁形状を計測するこ
とができる。

【００５１】また本発明によれば、非接触の距離計測手
段のセンサ部をその計測方向がコークス炉炭化室の壁面
に向くように炭化室内に挿入して直線的に走査させ、こ
の走査中におけるセンサ部から炭化室壁面までの距離及
びセンサ部の炭化室内への挿入量を逐次計測し、またコ
ークス炉体に対する所定の位置に設置された画像撮影手
段によりコークス炉体に設けられた複数の基準位置及び
炭化室内に挿入されたセンサ部の位置を順次撮影し、こ
の各撮影画像に基づき前記画像撮影手段の位置変動を補
正した上でセンサ部の各計測地点の走査基準線から距離
計測方向への変位量を順次求め、このセンサ部の各変位
量とセンサ部を介した距離計測手段による計測値からコ
ークス炉体の任意の基準位置に対しての炉壁計測点の位
置を算出するようにしたので、画像撮影手段のコークス
炉体に対する位置変動があってもこの位置変動を補正し
た上の画像データの処理によって距離計測手段のセンサ
部の炭化室内への挿入、走査に伴う距離計測方向への変
位量が補正され、精度の良い計測値によりコークス炉炉
壁形状を計測することができる。

【００５２】また本発明によれば、複数の非接触の距離
計測手段の各センサ部を直線上の一定距離間隔に設置
し、これら複数の各センサ部の計測方向がコークス炉炭
化室の壁面に向くように前記直線の方向で炭化室内に挿
入して走査させ、この走査中における各センサ部から炭
化室壁面までの各距離及び各センサ部の炭化室内への挿
入量を逐次計測して記録し、この記録データにより、２
つの計測時点において異なる２つの距離計測手段が各セ
ンサ部から炭化室壁面の同一計測地点に対してそれぞれ
計測した２つの距離計測値の差を求め、この差と各距離
計測手段の計測値とからセンサ部の各計測地点の走査基
準線に対する距離計測方向への変位量を求め、また前記
各センサ部の炭化室内への挿入、走査範囲内の複数の時
点において、コークス炉体に対する所定の位置に設置さ
れた画像撮影手段によりコークス炉体に設けられた複数
の基準位置及び炭化室内に挿入されたセンサ部の位置を
それぞれ撮影し、この各撮影画像に基づき前記画像撮影
手段の位置変動を補正した上でセンサ部の各計測地点の
走査基準線から距離計測方向への変位量をそれぞれ求
め、この画像撮影手段を介して求めたセンサ部の各変位
量によって前記複数の距離計測手段の計測値から求めた
センサ部の対応する変位量を補正し、この補正後のセン
サ部の変位量とセンサ部を介した距離計測手段の計測値
からコークス炉体に対する任意の基準位置に対しての炉
壁計測点の位置を算出するようにしたので、距離計測手
段のセンサ部の炭化室内への挿入、走査に伴う距離計測
方向への変位量は、まず複数の距離計測手段を用いた処
理により補正され、さらにこの補正処理を繰返すことに
よる誤差が累積されないように画像撮影手段を用いた処
理により再度補正され、高精度の計測値によりコークス
炉炉壁形状を計測することができる。

【００５３】また本発明によれば、前記単数または複数
の非接触の距離計測手段のセンサ部をコークス押出ラム
またはラムビームの先端部に設置し、また前記炭化室内
に挿入されたセンサ部の位置またはこのセンサ部の位置
及びコークス炉体に設けられた複数の基準位置を順次撮
影する画像撮影手段を押出ラムを駆動する押出装置に設
置するようにしたので、コークス押出時に、同時に炭化
室壁面形状の計測が可能で、計測のための時間を別途必
要とせず、生産効率が向上する。

【００５４】また本発明によれば、前記非接触の距離計
測手段は、マイクロ波またはミリ波帯域の電磁波を発生
し、この発生した電磁波の送信及び受信を行うアンテナ
をセンサ部として、前記アンテナを介して発生した電磁
波を炭化室壁面へ送信して壁面からの反射信号を受信検
出し、前記電磁波の送信時点から反射信号の受信検出時
点までの時間を計測し、この計測時間に基づき前記アン
テナから炭化室壁面までの距離を計測するものであるの
で、粉塵や高温等の影響を受けずに、コークス炉炉壁形
状を計測することができる。

【００５５】また本発明によれば、前記非接触の距離計
測手段は、信号パターンは同一で周波数がわずかに異な
る第１及び第２の擬似ランダム信号と、搬送波として用
いる電磁波信号とをそれぞれ発生し、前記第１の擬似ラ
ンダム信号と第２の擬似ランダム信号を乗算した積を低
域濾波してこの低域濾波出力の極値信号を時間基準信号
として、また前記第１の擬似ランダム信号により前記搬
送波を変調し、この被変調搬送波の送信及び受信を行う
アンテナをセンサ部として、前記アンテナを介して前記
被変調搬送波を炭化室壁面へ送信して壁面からの反射信
号を前記アンテナを介して受信し、この受信信号に前記
第２の擬似ランダムを乗算した積を前記搬送波及びその
直交搬送波を用いて各々検波し、この各直交検波出力を
それぞれ低域濾波し、この各低域濾波出力の二乗値を加
算し、この加算結果の和信号の極値信号を検知信号とし
て、前記時間基準信号の発生時点から前記検知信号の発
生時点までの時間を計測し、この計測時間と前記第１及
び第２の擬似ランダム信号の周波数に基づき前記アンテ
ナから炭化室壁面までの距離を計測するようにしたの
で、近距離を高精度で計測できるのみならず、相関処理
によりノイズが低減され、信号が強調されるので、ＳＮ
比が向上した検知信号により安定した計測ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係るコークス炉炉壁形状
計測装置の構成図である。

【図２】図１の距離計測装置６，７，８によるアンテナ
変位計測例の説明図である。

【図３】図１のカメラ１４の設置位置及びその撮影画像
の例１を示す説明図である。

【図４】図１のカメラ１４の設置位置及びその撮影画像
の例２を示す説明図である。

【図５】本発明の実施形態２に係る距離計測装置の構成
図である。

【図６】本発明の実施形態３に係る複数の画像撮影手段
の設置例を示す図である。

【図７】従来のコークス炉炭化室の炉壁面プロフィール
測定方法の説明図である。

【符号の説明】

１〜３アンテナ４導波管５同軸ケーブル６〜８距離計測装置９信号処理装置１０コークス炉炭化室壁面１１押出ラム１２ラムビーム１３押出量計測装置１４カメラ１５画像処理装置１６炉体基準点１７アンテナ参照点１８コークス１９コークス押出機３０，３１擬似ランダム信号発生器３２搬送波信号発生器３３〜３７周波数ミキサまたは乗算器３８，３９信号増幅器４０，４１信号分配器４２〜４４ローパスフィルター（ＬＰＦ）４５，４６二乗器４７加算器４８信号処理装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2F069 AA58 BB40 CC01 DD16 DD19 GG04 GG06 GG07 GG15 GG39 GG51 GG77 HH09 JJ01 JJ22 KK08 MM01 QQ05 5J070 AB01 AB24 AC02 AE07 AK22 BD01 BD08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非接触の距離計測手段のセンサ部をその
計測方向がコークス炉炭化室の壁面に向くように炭化室
内に挿入して直線的に走査させ、この走査中におけるセ
ンサ部から炭化室壁面までの距離及びセンサ部の炭化室
内への挿入量を逐次計測し、またコークス炉体に対する
所定の位置に設置された画像撮影手段により前記炭化室
内に挿入されたセンサ部の位置を順次撮影し、この各撮
影画像に基づきセンサ部の各計測地点の走査基準線から
距離計測方向への変位量を順次求め、このセンサ部の各
変位量とセンサ部を介した距離計測手段による計測値か
らコークス炉体の任意の基準位置に対しての炉壁計測点
の位置を算出することを特徴とするコークス炉炉壁形状
計測方法。
【請求項２】非接触の距離計測手段のセンサ部をその
計測方向がコークス炉炭化室の壁面に向くように炭化室
内に挿入して直線的に走査させ、この走査中におけるセ
ンサ部から炭化室壁面までの距離及びセンサ部の炭化室
内への挿入量を逐次計測し、またコークス炉体に対する
所定の位置に設置された画像撮影手段によりコークス炉
体に設けられた複数の基準位置及び炭化室内に挿入され
たセンサ部の位置を順次撮影し、この各撮影画像に基づ
き前記画像撮影手段の位置変動を補正した上でセンサ部
の各計測地点の走査基準線から距離計測方向への変位量
を順次求め、このセンサ部の各変位量とセンサ部を介し
た距離計測手段による計測値からコークス炉体の任意の
基準位置に対しての炉壁計測点の位置を算出することを
特徴とするコークス炉炉壁形状計測方法。
【請求項３】前記非接触の距離計測手段のセンサ部を
コークス押出ラムまたはラムビームの先端部に設置し、
また前記炭化室内に挿入されたセンサ部の位置またはこ
のセンサ部の位置及びコークス炉体に設けられた複数の
基準位置を順次撮影する画像撮影手段を押出ラムを駆動
する押出装置に設置することを特徴とする請求項１また
は請求項２記載のコークス炉炉壁形状計測方法。
【請求項４】複数の非接触の距離計測手段の各センサ
部を直線上の一定距離間隔に設置し、これら複数の各セ
ンサ部の計測方向がコークス炉炭化室の壁面に向くよう
に前記直線の方向で炭化室内に挿入して走査させ、この
走査中における各センサ部から炭化室壁面までの各距離
及び各センサ部の炭化室内への挿入量を逐次計測して記
録し、この記録データにより、２つの計測時点において
異なる２つの距離計測手段が各センサ部から炭化室壁面
の同一計測地点に対してそれぞれ計測した２つの距離計
測値の差を求め、この差と各距離計測手段の計測値とか
らセンサ部の各計測地点の走査基準線に対する距離計測
方向への変位量を求め、また前記各センサ部の炭化室内
への挿入、走査範囲内の複数の時点において、コークス
炉体に対する所定の位置に設置された画像撮影手段によ
りコークス炉体に設けられた複数の基準位置及び炭化室
内に挿入されたセンサ部の位置をそれぞれ撮影し、この
各撮影画像に基づき前記画像撮影手段の位置変動を補正
した上でセンサ部の各計測地点の走査基準線から距離計
測方向への変位量をそれぞれ求め、この画像撮影手段を
介して求めたセンサ部の各変位量によって前記複数の距
離計測手段の計測値から求めたセンサ部の対応する変位
量を補正し、この補正後のセンサ部の変位量とセンサ部
を介した距離計測手段の計測値からコークス炉体に対す
る任意の基準位置に対しての炉壁計測点の位置を算出す
ることを特徴とするコークス炉炉壁形状計測方法。
【請求項５】前記複数の非接触の距離計測手段の各セ
ンサ部をコークス押出ラムまたはラムビームの先端部に
設置し、また前記コークス炉体に設けられた複数の基準
位置及び炭化室内に挿入されたセンサ部の位置を順次撮
影する画像撮影手段を押出ラムを駆動する押出装置に設
置することを特徴とする請求項４記載のコークス炉炉壁
形状計測方法。
【請求項６】前記非接触の距離計測手段は、マイクロ
波またはミリ波帯域の電磁波を発生し、この発生した電
磁波の送信及び受信を行うアンテナをセンサ部として、
前記アンテナを介して発生した電磁波を炭化室壁面へ送
信して壁面からの反射信号を受信検出し、前記電磁波の
送信時点から反射信号の受信検出時点までの時間を計測
し、この計測時間に基づき前記アンテナから炭化室壁面
までの距離を計測するものであることを特徴とする請求
項１から５までのいずれかの請求項に記載のコークス炉
炉壁形状計測方法。
【請求項７】前記非接触の距離計測手段は、信号パタ
ーンは同一で周波数がわずかに異なる第１及び第２の擬
似ランダム信号と、搬送波として用いる電磁波信号とを
それぞれ発生し、前記第１の擬似ランダム信号と第２の
擬似ランダム信号を乗算した積を低域濾波してこの低域
濾波出力の極値信号を時間基準信号として、また前記第
１の擬似ランダム信号により前記搬送波を変調し、この
被変調搬送波の送信及び受信を行うアンテナをセンサ部
として、前記アンテナを介して前記被変調搬送波を炭化
室壁面へ送信して壁面からの反射信号を前記アンテナを
介して受信し、この受信信号に前記第２の擬似ランダム
を乗算した積を前記搬送波及びその直交搬送波を用いて
各々検波し、この各直交検波出力をそれぞれ低域濾波
し、この各低域濾波出力の二乗値を加算し、この加算結
果の和信号の極値信号を検知信号として、前記時間基準
信号の発生時点から前記検知信号の発生時点までの時間
を計測し、この計測時間と前記第１及び第２の擬似ラン
ダム信号の周波数に基づき前記アンテナから炭化室壁面
までの距離を計測するものであることを特徴とする請求
項１から５までのいずれかの請求項に記載のコークス炉
炉壁形状計測方法。