JP2003515176A

JP2003515176A - 冶金容器の耐火ライニングの磨耗測定

Info

Publication number: JP2003515176A
Application number: JP2001540397A
Authority: JP
Inventors: キルヒホフ、シュテファン; カールホフ、クリストフ; ラム、ロルフ
Original assignee: スペシャルティミネラルズ（ミシガン）インコーポレーテツド
Priority date: 1999-11-29
Filing date: 2000-11-28
Publication date: 2003-04-22
Anticipated expiration: 2020-11-28
Also published as: DE50007811D1; CA2394642C; EP1234193A1; CN100367046C; NO20022465D0; CA2394642A1; ES2228630T3; BR0015819A; EP1234193B1; US6922251B1; JP3794959B2; KR20020067527A; MXPA02004003A; CN1399726A; BR0015819B1; DE19957375A1; WO2001038900A1; ATE276526T1; AU777636B2; ZA200204290B

Abstract

(57)【要約】【課題】冶金容器の耐火ライニングの磨耗測定【解決手段】電磁放射によって耐火ライニングの磨耗測定をするために冶金容器の位置を同定して測定する方法において、形状と大きさが既知である二次元または三次元の構造物に着目して演算子を定義する。次いで、この構造物の領域で距離値（Ｒａｄ（ｍ，ｎ））とこれに帰属する測定角（φ（ｎ），θ（ｍ））を求め、最後に、測定された距離値（Ｒａｄ（ｍ，ｎ））とこれに帰属する測定角（φ（ｎ），θ（ｍ））から画像座標系における演算子をスケーリングするために、画像座標系における演算子の次元及び分解（ｉ：［−ｉｍａｘ，ｉｍａｘ，Δｉ］，ｊ：［−ｊｍａｘ，ｊｍａｘ，Δｊ］を考慮した演算子（Ｒ（ｍ＋ｊ，ｎ＋ｊ））の期待値を、測定された極座標（Ｒａｄ（ｍ，ｎ），φ（ｍ），θ（ｎ））と合わせる。そして、演算子（Ｒ（ｍ＋ｉ，ｎ＋ｊ））の期待値と測定値（Ｒａｄ（ｍ＋ｉ，ｎ＋ｊ））との差異から結果値（Ｓ（ｍ，ｎ））を生成し、結果値が最小となる位置から、探索されている構造物の位置を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、特に耐火ライニングの磨耗測定をするときに、物体、特に冶金容器
の位置を同定して測定する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】

製鋼所で冶金容器の耐火ライニングの効率向上と高い操業安全性とを得るには
、容器を使用している間（いわゆる「旅程」）に、ライニングの磨耗に関する情
報をできるだけ多く集めることが必要である。

【０００３】その際には、特に、「残留石厚」とも呼ばれる耐火ライニングの厚さを厳密に
知ることが格別に重要である。なぜならそうした知見は、冶金容器の金属外套が
溶断する危険性を高めることなしに、耐火ライニングを磨耗限界に達するまで効
率的に活用することを可能にするからである。

【０００４】そのため、すでに久しい以前から、冶金容器における正確な測定を可能にする
方法を開発しようとする努力がなされている。このような方法は、時間やコスト
上の理由から、容器の冷却を前提とするのではなく、まだ高温のままの容器で実
施可能であることが望ましい。この理由からだけでも、多くの冶金容器は接近が
不可能であり、接触式の測定は初めから採用することができない。

【０００５】そこでライニングの磨耗を測定するための無接触式の測定方法があり、これは
ＦｅｒｒｏｔｒｏｎＥｌｅｋｔｒｏｎｉｋＧｍｂＨ社（Ｍｏｅｒｓ所在）に
よって公知となっている。この方法では、容器の内面がレーザビームで走査され
、間隔と角度の測定によって耐火ライニングの表面構造を画像表示することがで
きる。また、旅程前の冶金容器で求められた参照測定値と比較することで、残留
石厚を求めることができる。

【０００６】無接触の方法で冶金容器の耐火ライニングの磨耗測定をするための前提条件は
、測定に使用する測定機構の装置座標系に対して相対的に、測定されるべき冶金
容器の物体座標系の位置を規定し、それによって、測定機構と容器を座標変換に
よって同一の座標系にできるようにすることである。

【０００７】旅程前の容器の参照測定のときに基礎となった物体座標系を、後続する磨耗測
定の際に再構成するために、たとえばＵＳ−ＰＳ４０２５１９２より、冶金容器
のライニングを測定する光学式の方法が公知となっている。この方法では、第１
のステップで冶金容器の開口周辺の３つの参照点の座標を、経緯儀での角度と間
隔の測定によって決定し、同じく個々の点の角度と間隔の測定によってライニン
グを測定する。

【０００８】容器を使用した後、参照点とライニングをあらためて測定し、最初に測定して
おいた参照点の座標と、最後に測定した参照点の座標とを比較することで、装置
座標系の位置に対する物体座標系の最新の位置を求め、ライニングの測定点の評
価するときに位置変化を考慮に入れる。測定装置から射出される電磁放射は、照
準望遠鏡を使って手動で基準点に合わせて方向づけられる。

【０００９】確かに、この方法によって容器の位置と方向づけを決定し、後続する磨耗測定
の前にこれを再構成できることが示されてはいるが、この方法は手作業で実施す
るためにコストがかかり、大幅な誤差が生じる蓋然性があることが欠点である。

【００１０】この理由、および、方法の自動化が格別に困難だと考えられるという理由から
、容器の外套面に設けられた基準記号系を、参照測定中およびこれに後続する磨
耗測定前にカメラ装置によって撮影する、ＤＥ１９６１４５６４Ａ１に記載の方
法が開発されている。基準記号系の位置および幾何学形状の差異から、参照状態
と測定状態の間の容器位置の差異を推定する。この方法によって原則的には自動
化がなされるものの、一方では基準記号系のサイズが必然的に小さくなり、その
ために容器の位置変化が起きた場合に基準記号系の個々の点の変位もわずかしか
生じないために、また他方では基準点の位置測定が二次元でしか行われないため
に、実現可能な測定精度が限定されていることが欠点である。しかもこの方法は
、測定装置に対して相対的に容器の位置を事前に別途測定することを前提として
おり、そのため、磨耗測定を実施するのに必要な時間コストが増大する。

【００１１】一方、冶金容器に設けた３つの基準点をまず光学認識装置によって検出し、続
いて、レーザ距離測定装置を含んでいてよい本来の測定機構によって、測定機構
を相互に基準点に合わせて自動的に方向づけした後、空間における基準点の正確
な位置を求める方法がある。これは、ＤＥ１９８０８４６２Ａ１より公知である
。

【００１２】この方法の測定精度は、本来の測定機構を使用することによって、参照点の位
置を決定するためにも三次元の情報を得ることができるという理由からだけでも
、すでにＤＥ１９６１４５６４Ａ１の方法に比べて高くなってはいるものの、そ
のために、光学認識装置による参照測定が事前に必要となることが欠点である。

【００１３】冶金容器の位置を測定するさらに別の方法がＵＳ５２１２７３８から公知であ
る。この方法では２つの異なる点から容器を測定し、画像を重ね合わせることに
よって位置決定を行う。

【００１４】この方法の欠点は、それぞれの位置が互いに相対的に正確に既知でなくてはな
らず、そのために測定コストが増大することである。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】

本発明の課題は、物体、特に冶金容器を、容器自体によって、または容器に対
して所定の関係にある、幾何学形状が既知の定置の構造物によって構成されてい
てよい二次元構造物または三次元構造物の認識によって同定し、その位置を光学
認識装置に対して相対的に求めることができ、そのために、異なる位置から複数
回の測定を不要とする方法を提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】

この課題は、請求項１に記載の発明によって解決される。本発明は、電磁放射
を用いる距離測定装置、たとえばレーザ距離スキャナによって記録された空間的
な測定データが極座標に存在しており、しかも、測定体の位置およびこれに帰属
する距離値Ｒａｄ（ｍ、ｎ）に対して相対的な角度φ（ｍ），θ（ｎ）（Δφ＝
一定、Δθ＝一定）のグリッドに配列されていることを利用したものである。

【００１７】こうして形成された二次元の測定値マトリクスｍ×ｎの典型的なサイズは４５
０×４５０である。

【００１８】以下において「ピクセル」と言うときは、このマトリクスの個々の点を指して
いる。帰属の距離値Ｒａｄ（ｍ，ｎ）から得られる結像を「距離像」と呼ぶ。

【００１９】距離Ｒａｄ（ｍ，ｎ）に加えて、各々のピクセルで、反射されたレーザパルス
Ａｍｐ（ｍ，ｎ）の帰属の強度値を検出することができる。それにより、距離像
にならって振幅像と呼ぶものが得られる。

【００２０】このように均等なグリッドに測定値が存在している場合、マトリクス演算子を
適用することが画像処理から公知であり、この場合、距離値はカメラ画像のグレ
ー値のように取り扱われる。ただしこの場合、冶金容器の耐火ライニングの磨耗
測定では起こるのが通例である、測定装置と測定物体の間隔の変化が起こると、
この方法は、距離Ｒａｄ（ｍ，ｎ）と極角度位置（φ，θ）をもつ、結像された
構造のサイズが変化したという事実に対処できないという欠点がある。したがっ
てこの従来式の演算子は、発生するあらゆる測定状況に対処できるような多数の
なかでスケーリングする必要がある。これは膨大な計算コストを意味しており、
認識エラーが起こる危険性をはらんでいる。

【００２１】本発明による方法では、画像処理と同様に、マトリクス全体またはその部分領
域を離散的なステップで特定の構造物に関して分析はするものの、演算子をスケ
ーリングするために、測定された距離値ないし帰属の極角度を利用する。このこ
とは、任意のピクセル（ｍ，ｎ）の周囲で既知の空間的次元の構造物を探索する
ときに、まず、測定された距離値Ｒａｄ（ｍ，ｎ）と測定角φ（ｍ），θ（ｎ）
が演算子のスケーリングのために援用されることによって行われる。このとき演
算子のスケーリングとは、ピクセル座標系ｉ：［−ｉｍａｘ，ｉｍａｘ，Δｉ］
，ｊ：［−ｊｍａｘ，ｊｍａｘ，Δｊ］における演算子の次元［ｉｍａｘ，ｊｍ
ａｘ］と分解［Δｉ，Δｊ］、および演算子の期待値Ｒ（ｍ＋ｉ、ｎ＋ｊ）が、
測定された極座標Ｒａｄ（ｍ，ｎ），φ（ｍ），θ（ｎ）に適合化されることを
意味している。演算子の期待値は、既知の二次元または三次元の空間構造物から
算出される。したがって、演算子は構造物の理想形である。構造物の画像サイズ
は、有利とするために、ピクセルの個数で表される。そして位置（ｍ，ｎ）にお
ける演算子の結果値を、期待値Ｒと測定された距離Ｒａｄとの二次偏差を通じて
、次式によって算出することができ、

【数２】

【００２２】このときｎｏｒｍ（ｍ，ｎ）は、それぞれ走査されたピクセル数に関する結果値
を標準化したものである。

【００２３】そして、結果マトリクスＳ（ｍ，ｎ）を、従来式のやり方でその最小位置に関
して評価することができ、次いでこれらの最小位置から、探索されている１つの
物体（ないし複数の物体）の空間座標を算出することができる。

【００２４】本発明による方法を適用するときは、次の各方法ステップを実施するのが好ま
しい：１．二次元ないし三次元のデカルト空間で、構造の探索されるべき既知の形状
とサイズに基づいて演算子を定義し、２．次いでループの形で、ｉ）マトリクスＲａｄ（ｍ，ｎ）のピクセルごとの走査と、ｉｉ）走査された最新の座標に基づいて演算子のスケーリングを反復すること
で、ａ）グリッド化された極座標画像におけるピクセル境界と、ｂ）先ほど算出した境界内における、演算子のすべてのピクセルについての期待
距離Ｒ（ｍ＋ｉ，ｎ＋ｊ）とを算出する。

【００２５】ｉｉｉ）期待距離と測定された距離との二次偏差を通じて、走査した位置Ｐ（
ｍ，ｎ）における演算子を次式で算出する。

【００２６】

【数３】

【００２７】３．最善の演算子結果値をもつ、探索されている座標Ｒａｄ（ｍ＿ｏｐｔ，ｎ
＿ｏｐｔ）ないしＲａｄ（φ＿ｏｐｔ，θ＿ｏｐｔ）を最小値計算によって選択
する。

【００２８】本発明による方法の第１実施形態では、構造物として球が使用される。球が特
に適している理由は、スケーリング可能な演算子の構造物が距離にしか依存して
おらず、異なる観察角には依存していないからである。演算子は、既知の球半径
と一般的な球幾何学によって定義される。結果座標としては、既知の球半径ρを
加算することによって球の中心点Ｍを算出するのが好都合である。この参照点座
標は、測定されるその他の参照点座標とともに、装置座標系で容器位置を決定す
るために用いられる。

【００２９】本発明による方法に有利な第２実施形態では、構造物として、明るい彩色によ
って周囲に対して目立つ平面状のマークが使用される。演算子（以下、「振幅演
算子」という）を、まず、測定された距離値Ｒａｄ（ｍ，ｎ）によってスケーリ
ングし、それにより、マークの見込まれるサイズを算出する。そして、公知の相
関法を適用することによって振幅画像でマークを探索する。

【００３０】測定マークとしては、十字型の明るいマークを転炉の底面に貼りつけることが
できる。最善に一致するピクセル位置がすでに判明しているときは、装置系にお
けるその空間座標を、帰属の距離値Ｒａｄ（ｍ，ｎ）を計算に入れながら算出す
ることができる。

【００３１】本発明による方法の第３実施形態では、構造物として容器自体が用いられる。
構造物のこのような選択は、特に、基本構造が円筒状になっている容器を測定す
るのに適している。この場合、演算子（以下、「Ｖ演算子」という）は、まず容
器の開口にある１つの点を探索し、この点を起点として、容器の開口にある少な
くとも２つの別の点を求め、このとき、点検のために少なくとも１つの点が容器
内部で探索される。本方法のこのような実施形態により、傾いた状態のときでも
容器の位置と方向づけを大まかに決定できる。これは、たとえば有利とするため
に後述する本発明の方法の実施形態に基づいて行われる、容器の正確な位置計算
といった後続する計算のために必要である。

【００３２】容器の正確な位置計算のために用いられる、本発明の方法の後続する実施形態
は、構造物として容器の開口を利用する。先行する方法ステップで見出された大
まかな位置を用いて、容器の開口にある点の距離値と角度値を、見出された容器
中心に対して半径方向に延びる探索窓の中で観察する。それをもとにベクトルＲ
ａｄ（Ｋ）を抽出することができ、このベクトルの上で、（デカルト座標におけ
る）開口リングの厚さに相当する所定の長さｂの線分を、スケーリングされた演
算子（以下、「開口演算子」という）によって探索する。Ｖ演算子によって測定
された容器の傾斜姿勢から、探索されるべき線分の傾斜角ｙが得られる。

【００３３】本方法のこの実施形態を、測定される開口領域全体をカバーする複数の探索窓
に適用すると一定量の開口点を得るのに有利であり、次いでこれらの開口点から
、円近似を通じて、円形の開口部の探索されている位置を算出することができる
。

【００３４】冶金容器の旅程中、開口が著しく汚れ、容器開口にある点がＶ演算子によって
確実に同定できないために、容器の傾斜姿勢を求めることができないという事態
が起こる。

【００３５】このような場合には、たとえば容器を外側で取り囲むリングや鍔など、容器の
別の円筒状の構造物を容器の位置決定のために援用する、本発明による方法の実
施形態が有利である。この場合、傾斜姿勢はインクリノメータによって求める。

【００３６】本発明による方法のさらに別の有利な実施形態では、構造物として、容器の壁
部と底面の移行領域が利用され、演算子（以下、「壁底演算子」という）は、各
々の端部が１点で接触して所定の角度δを互いになす、長さΔｘ，Δｚの２本の
線分によって定義される。それにより、先に説明した本発明による方法の実施形
態のときと同じく、壁部から底面への移行領域における容器の断面形状の推移が
模式化され、この構造がスケーリングされて、大まかに求めた容器中心に対して
半径方向に延びる探索窓の範囲内で位置特定される。そして円形の壁底移行部の
位置が、適当な回数のこのような探索演算から得られる。

【００３７】本発明による方法は、特に、測定装置に対して相対的な、転炉、取鍋、アーク
炉の位置を決定するのに利用することができる。

【００３８】通常、直立したカップ状の炉身を含んでおり、この炉身の内部へは上からしか
アクセスが可能でないアーク炉での適用は、本発明の方法によって初めて、炉が
まだ高温のときに行うことが可能である。なぜなら測定時間が原則として２０秒
以下であり、是認できないような大きいコストを要することなく、測定工程中に
作用してくる熱にこの時間のあいだ耐えられるように測定装置を装備することが
可能だからである。

【００３９】本発明の方法を実施するのに格別に適した装置は、 − パルス状の電磁放射を射出するための送信装置と、 − 物体で反射された電磁放射を受信するための受信装置と、 − 射出から、物体で反射された後の受信までの、電磁放射のパルスの進行時
間を検出するための時間検出装置と、 − 互いに垂直な２つの方向で、パルス状の電磁放射に事前設定された周期的
な偏向をさせるための偏向装置と、 − 電磁放射が互いに垂直な２つの方向で射出された角度と、進行時間とを検
出するため、ならびに、事前に既知である空間構造物ないし事前に求めた空間構
造物を記憶し、角度と進行時間を検出することで測定された空間構造物と、事前
に既知である構造物ないし事前に求めた構造物とを比較して、測定された構造物
の最新の位置を決定するためのデータ検出／処理装置とを含んでいる。

【００４０】本装置が、上記に追加して、物体で反射された電磁放射の振幅を検出する手段
を有していると、この装置で、実際には白黒写真と類似した振幅画像を記録する
ことができる。この振幅画像により、特に、物体（冶金容器）が画像断片を充填
しているかどうかをチェックすることができ、本発明方法で得られた結果の視覚
的な点検をすることができる。

【００４１】ほぼ電磁放射を反射する場所で射出された熱放射を検出する装置が追加的に設
けられていると、たとえば特別に温度負荷の強い容器の領域についての情報をも
たらすことができる熱分布画像を記録することができる。

【００４２】特に、送信装置は、パルス動作で作動するレーザダイオードを含んでおり、受
信装置はフォトダイオードとして構成される。

【００４３】測定を実施するため、すでに前述したように、測定値グリッドが記録される。
そのために必要になるレーザの周期的な偏向は、水平方向の軸を中心として回転
するポリゴンミラーによって垂直方向で行われるとともに、垂直方向の軸を中心
とした測定装置の上下動によって水平方向で行われる。

【００４４】特にアーク炉を位置決定し、それに続いてアーク炉の耐火ライニングを測定す
るのに適しているのは、本装置が、冶金容器から離れた位置と、開いている容器
の上側または下側の位置との間で往復運動可能である支持アームに取り付けられ
ている場合である。

【００４５】この場合にはさらに、支持アームに、測定装置に対して固定された空間的関係
で、容器内部に耐火材料を塗布する装置を設けることが可能であるとともに、こ
れには、それ自体で考えても発明的な意義がある。

【００４６】耐火材料を塗布するこの装置は、特に、ＭＩＮＴＥＱＩｎｔｅｒｎａｔｉｏ
ｎａｌＩｎｃ．社によるＭＩＮＳＣＡＮ^ＴＭの名称でそれ自体として公知とな
っている、スプレーノズルとともに回転可能、揺動可能、上下動可能となるよう
に容器内部に取付可能なスプレーロボットであってよい。

【００４７】このスプレーロボットの制御は、本装置で検出された磨耗データによって直接
行うことが可能である。

【００４８】以上に述べたやり方で容器内部をさらに測定をすることで、スプレーロボット
の調整不良を、目に見えるようになった塗布の不具合によって検知することがで
きる。

【００４９】測定装置とスプレーノズルが互いに一定の空間的関係で支持アームの上にある
ので、本発明の方法を利用して、容器内のスプレーノズルの実際の位置をスプレ
ー塗布の前に検出し、それによって塗布の不具合を防止することができる。

【００５０】

【発明の実施の形態】

本発明の方法を実施するときは、図１に全体として符号１００が付されている
測定装置を使用することができ、この測定装置は、レーザパルスＬＰを生成する
ための送信機１０と、レーザパルスを所望の空間方向へ偏向させるための装置と
、物体Ｏで反射されたレーザパルスを検知するための受信機１１とを含んでいる
。送信機１０と受信機１１は時間検出電子装置と接続されており、この時間検出
電子装置は、送信機１０からのレーザパルスの射出から、物体Ｏで反射されたレ
ーザパルスＬＰの受信機１１による受信までの時間を検出し、光速を考慮したう
えで、反射をする物体Ｏから測定装置１０までの距離を算出して、その都度帰属
の空間方向に対して記憶する。

【００５１】送信機１０としてはレーザダイオード、受信機１１としてはフォトダイオード
を、それぞれ利用することができる。レーザパルスを偏向させる装置は、互いに
平行な面に対して垂直に延びる軸Ｘ（図３（ａ）の軸Ｙ_１）を中心として回転可
能な互いに鋭角に交わる面がレーザパルスを反射するポリゴンミラー１２と、軸
Ｘに対して垂直な軸Ｙ（図３（ａ）の軸Ｚ_１）を中心として測定装置１０を旋回
させる装置とを含んでいてよい。ポリゴンミラー１２の回転速度は、図示した実
施例１０では１秒につき１０回転であり、測定装置の旋回は１秒につき２°で行
われる。レーザダイオードは１秒につき２００００パルスを放出する。

【００５２】図１に示す装置では、ポリゴンミラー１２の回転によってレーザパルスが垂直
方向で迅速に偏向され（図１には、地点１，２，３で物体Ｏに当たる連続する３
つのレーザパルスの進行方向が、模式的に図示されている）、それに対して水平
方向でのレーザパルスの偏向は、測定装置全体が軸Ｙを中心として往復旋回する
ことで行われる。レーザ距離測定装置は均等な時間インターバルで測定値を生成
し、回転運動も一定不変なので、物体表面の走査は規則的な角度ステップで行わ
れる。垂直運動は常に上から下に向かって行われるのに対し、水平運動は、時計
回りと、時計と反対回りで交互に行われる。つまり測定装置１００により、原則
として図１の図ＥＲに示すような構造を有している距離グリッドが記録される。
この距離グリッドは、典型的には、ほぼ４００×４００の測定点（ピクセル）を
含んでいる。

【００５３】受信機１１は、距離がちょうど検出されたばかりの物体の点から放出される熱
放射ＷＳを検出する装置を追加的に有していてよい。

【００５４】図２からわかるように、物体Ｏで反射されたレーザパルスＬＰ’の振幅ＡＭ’
は、放出されるレーザパルスＬＰの振幅ＡＭと、反射をする部位の表面構造、た
とえば粗さとに依存している。

【００５５】したがって測定装置１００により、測定点ごとに次の測定値が検出される： − 測定装置と、物体の反射をする部位との間の間隔Ｒａｄ − 反射されたレーザパルスＬＰ’の振幅 − 物体の反射をする部位における熱放射ＷＳ − レーザパルスＬＰが測定装置から放出される水平角と垂直角水平角および垂直角φ，θを座標軸とみなし、振幅測定値ＡＭ’を、対応する
角度座標におけるグレー値として表すと、白黒写真との著しい類似性を有する振
幅画像が得られる。これと同じやり方で距離測定値と温度放射測定値も、この場
合にはカラースケールを通じてコーディングすることができる画像として表すこ
とができる。

【００５６】振幅画像は、測定装置の操作者にとって次のような重要な意義がある：ａ）容器が画像断片をうまく充填しているかどうかのチェック。

【００５７】ｂ）フェードインされた構造要素（円など）によるインタラクティブなスキャ
ン評価、ないし自動的なスキャン評価の点検。

【００５８】距離画像は、測定結果の算定のための基礎をなすものである。距離画像のデー
タは規則的に格子状に配置されているので、構造物を自動的に探索するのに利用
することができる（たとえば開口、支持リング（トラニオン）、壁部と底面の移
行部、球など）。

【００５９】較正装置によって温度放射画像の測定値を温度測定値に変換し、これを物体座
標系に表示すると、特に同じく測定された残留石厚との関連で、熱状態に関する
冶金上重要な情報を得ることができる（たとえば温度分布、耐火ライニングの熱
含量）。

【００６０】たとえば冶金容器の耐火ライニングの磨耗測定を、測定装置１００によってそ
れ自体公知のやり方で実施できるようにするには、測定装置と容器の相対位置を
事前に求めておくことが必要である。

【００６１】それぞれの空間測定に際しては、測定単位のほか、測定値が対象としている基
準点と方向を指定しなければならない。空間内の１点を、共通の基準点（原点）
と、それぞれ互いに垂直をなす方向（座標軸）とをすべて対象とする３つの測定
値によって表すことができる（座標）。本発明との関連では、図３（ａ）から図
３（ｃ）に冶金容器を例にとって図示している次の座標系がそれぞれ区別される
。

【００６２】１）装置系Ｘ_１，Ｙ_１，Ｚ_１：原点と軸は測定ヘッドのジオメトリーによって
規定（図３（ａ））。

【００６３】２）回転軸系Ｘ_２，Ｙ_２，Ｚ_２：原点＝回転軸上の転炉の中心、Ｚ軸（Ｚ_２）
は１８０°の回転角の方向、Ｙ軸（Ｙ_２）は回転軸（図３（ｂ））。

【００６４】３）物体系Ｘ_３，Ｙ_３，Ｚ_３：原点＝開口リング３の中心点、Ｚ軸（Ｚ_３）は
開口リング３に垂直、Ｘ軸（Ｘ_３）は回転軸Ｙ_２に垂直（図３（ｂ））。物体系
にある１点は、円筒状の座標Ｗ，Ｒ，Ｚ３でも表すことができる（図３（ｃ）参
照）。

【００６５】測定スキャンを記録した後には、約２００．０００個の測定点が、装置系Ｘ_１，Ｙ_１，Ｚ_１を基準とする座標としての極座標φ、θ，Ｒａｄに存在している。
このままの形態では、そこからさらに物体Ｏの表面構造に関する判定、ここでは
耐火材料Ｘ_３，Ｙ_３，Ｚ_３に関する判定を行うことはできない。そのためには、
物体系に関して測定点を表現することが必要である（座標変換）。測定装置はス
キャンのたびに物体に対して別様に向き合うのが通例なので、装置系Ｘ_１，Ｙ_１，Ｚ_１に対する物体系Ｘ_３，Ｙ_３，Ｚ_３の位置も毎回新たに求めなくてはならな
い。このような評価は、結果として物体の探索されている位置を供給し、この位
置は数学的には変換マトリクスの形態で表現される。

【００６６】次に、円筒状の容器Ｇを例にとり、容器の位置を決定する本発明の方法の有利
な実施例について図４から図１２を参照して説明する。

【００６７】図４（ａ）と図４（ｂ）に示されている円筒状の容器Ｇは、底面１と、円筒状
の壁部２と、開口３とを有している。図示した実施例では壁部２の外径と一致す
る開口リングの外径はｄであり、開口リングの厚さはｂである。

【００６８】図をわかりやすくするため、図４（ａ）と同じ図面で同じ容器を極座標で示し
ている図４（ａ）と図５（ａ）には、容器の内部の点に符号Ａが付されており、
底面と内壁４との交点が符号Ｂ、開口３の内側の境界線上にある点が符号Ｃ、開
口領域を形成する壁部のほぼ中央に位置する点が符号Ｄ、開口の外側縁を形成す
る円の上にある点に符号Ｅが、それぞれ付されている。

【００６９】図６（ａ）と図６（ｂ）に明示されているように、球演算子は、デカルト座標
における互いに垂直な３つの空間方向を通って広がり、このようなデカルト座標
系の原点が球の中心点Ｍと一致するようになっている。

【００７０】それに対して三次元のＶ演算子は、開口上で内側の開口境界面と外側の開口境
界面の間にある点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４と、容器内部の点Ａとのほぼ中央を通
って広がっている。

【００７１】図８からわかるように、開口演算子は、内側の開口境界面と外側の開口境界面
のほぼ中央にある点Ｄと、内側ないし外側の開口境界面上に位置する点Ｃおよび
Ｅとを中心とする二次元のデカルト空間で定義される。

【００７２】同じく二次元の壁底演算子は、長さΔｘ，Δｚの２本の線分によって定義され
、これらの線分の端部は１点で互いに接触するとともに、図示した実施例では９
０°の角度δを互いになしている。それにより、壁部から底面への移行領域にお
ける容器断面形状の推移が模式化される。

【００７３】次に、図５（ｂ）に示す窓Ｆ１の中の座標ｙ＝０をもつ開口演算子を例にとっ
て、図１０（ａ）と図１０（ｂ）を参照しながら本発明の方法について説明する
。

【００７４】開口演算子は、開口の壁部を区切っている点ないしはほぼ壁部の中央に位置し
ている点Ｃ，ＤおよびＥの間を延びている（図８も参照）。図１０（ａ）からわ
かるように、走査点Ｄの距離Ｚ_０については次式が成り立つ：

【数４】

【００７５】このときＲａｄ_Ｄおよびφ_Ｄは、走査されたピクセルｎの測定値である。

【００７６】さらに、同じく図１０（ａ）からわかるように、次式

【数５】

【００７７】が成り立つことを考慮すると、開口演算子の境界が次式として算出される。

【００７８】

【数６】

【００７９】

【数７】

【００８０】そして目標距離Ｒ（Ｋ）が次式として算出される。

【００８１】

【数８】

【００８２】

【数９】

【００８３】一般に：

【数１０】

【００８４】

【数１１】

【００８５】そして、走査位置ｍでの結果値については次式が成り立つ。

【数１２】

【００８６】そして探索されている開口点の座標は、次式に従って、最善に一致する位置を
決定することによって算出される。

【数１３】

【００８７】次に、図１１ａ）と図１１ｂ）および図１２を参照しながら、測定装置１００
に対する位置が本発明の方法によって求められる冶金容器の耐火ライニングの磨
耗測定の過程について説明する。

【００８８】そのために、３つの基礎的な種類の測定ないしその評価を次のように区別する
ことができる：１）基本測定２）参照測定３）磨耗測定１）一般的には清掃された容器で行われる基本測定は、容器の次のような構造
物の空間配置を測定する： − 回転軸系（転炉）ないし物体系（取鍋）を基準とする、恒常的に清浄な構造
物の位置 − 回転軸系（転炉）を基準とする、開口リングの位置これらの情報が容器固有の基本ファイルとして保存される。これらの情報は、
本発明の方法に基づいて測定装置に対する容器の位置を決定するために、磨耗測
定の実施前に行うことが必要である。

【００８９】参照測定は、一般的には、永久ライニングで内張りされた容器の測定、または
完全にくり抜かれた容器（スチールケーシング）の測定であり、したがって特定
の時期にしか可能でない（数週間、数ヶ月、または数年ごとに周期的）。参照測
定の代わりに、永久ライニングを備える容器または備えていない容器の断面形状
を、図面から読み取ることもできる（参照断面形状の編集）。参照断面形状は、
参照ファイルに保存される。

【００９０】容器のスチールケーシングでの測定が実施されていて、容器の比較断面形状（
図面）を含むファイルが存在しているときは、データ処理装置によって変形評価
を実行し、最新のスチールケーシング断面形状に関する測定ファイルを作成する
。それに対して、永久ライニングを測定するときは相応の測定ファイルを作成し
、これをスチールケーシング断面形状に関して評価し、ないしこれに関する測定
値がない場合には比較断面形状に関して評価する。

【００９１】磨耗測定は、内部ライニングで内張りされた容器を対象とするものであり、空
にした容器で事実上いつでも実施することができる。この場合、生産を妨げない
ようにするために、できるだけ短い測定の総時間が特に重要である。磨耗断面形
状もやはりファイルに保存される。

【００９２】多くの場合、この測定のときには容器開口が汚れているので、測定の前ごとに
基本ファイルを用いて容器開口を再構成しなければならない（スキャン評価）。
それに続いて、最新の断面形状データと所定のスチール量から溶湯レベルを算出
することができる。内部ライニングの最新の石厚（残留石厚）を得るために、事
前に記録しておいた永久ライニングの参照断面形状を参照ファイルから読み出し
、最新の測定と比較する。

【００９３】測定（磨耗測定、参照測定、または基本測定）のたびに、一般的には複数回の
スキャン、たとえば反復スキャン、異なる物体傾斜でのスキャン、異なる測定位
置からのスキャンなどを実施する。

【００９４】任意選択で、１回のスキャンの典型的には４５０×４５０の測定点をスキャン
ファイルに保存しておくことができる。このとき各測定点は次の５つの測定値を
含むことができる。 − 測定装置と、物体の反射をする部位との間の間隔Ｒａｄ − 反射されたレーザパルスＬＰ’の振幅 − 物体の反射をする部位における熱放射ＷＳ − レーザパルスＬＰが測定装置から放出される水平角と垂直角測定装置に対する容器の位置は、通常のケースでは既知ではないため、本発明
の方法に基づく位置スキャンを実施することで、外部に位置する清浄な構造物が
検出される。そしてそれに基づいて、容器に対する測定装置の未知の測定位置を
求めることができる。これら全スキャンの合計、場合によって外部の測定値（た
とえばインクリノメータによって事前に既知となっている転炉の傾斜角）の合計
から、測定の生データを生成する。

【００９５】次に、転炉測定を例にとって、測定がどのように組み合わされて個々のスキャ
ンから構成されているかを示す。

【００９６】測定位置Ｍに測定装置１００を設置した後（図１１（ａ）参照）、容器Ｇを傾
斜位置０で作動させる。操作者は、インクリノメータによって既知である場合に
は、最新の傾斜角を入力して位置スキャンＮｒ．１を記録する。

【００９７】この生データを用いて、本発明の方法により、容器Ｇに対する測定装置の位置
を算出する（スキャン評価）。

【００９８】個々のスキャン評価は、生産を不必要に遅らせないようにするために、すべて
のスキャンを記録した後で初めて行うこともできる。

【００９９】次いで、容器Ｇを傾斜位置Ｉに回転させる。操作者は再び最新の傾斜角を入力
し、測定スキャンＮｒ．１を記録する。位置スキャンのスキャン評価がすでに行
われていれば、ここでプログラムが開口円の位置を直接算出して振幅画像にフェ
ードインすることができる。そして操作者は、さらに２回の測定スキャンＮｒ．
２およびＮｒ．３を傾斜位置ＩＩおよびＩＩＩで同様に実行する。

【０１００】９０°の物体角のときに、本例では開口によって隠されることになる容器Ｇの
側方上側の側面を測定するため、操作者は測定装置１００を測定位置Ｌに移動さ
せる。この位置で測定装置１００の正確な位置を測定するため、操作者は容器Ｇ
を再び傾斜位置０に回転させて、位置スキャンＮｒ．２を記録する。続いて操作
者は転炉を傾斜位置ＩＩに回転させ、測定スキャンＮｒ．４を記録する。この測
定スキャンがどの位置スキャンに属しているかが検出され、操作者に表示される
。

【０１０１】物体角が２７０°のときに上側の容器側面を検出するため、測定装置１００を
今度は測定位置Ｒへ移し、容器を再び傾斜位置０に回転させて位置スキャンＮｒ
．３を記録する。続いて容器を位置ＩＩに回転させ、測定スキャンＮｒ．５を記
録する。

【０１０２】上に述べた順序は次のような簡略な形で記述することもできる：１）位置スキャンＮｒ．１Ｍ０２）測定スキャンＮｒ．１ＭＩ３）測定スキャンＮｒ．２ＭＩＩ４）測定スキャンＮｒ．３ＭＩＩＩ５）位置スキャンＮｒ．２Ｌ０６）測定スキャンＮｒ．４ＬＩＩ７）位置スキャンＮｒ．３Ｒ０８）測定スキャンＮｒ．５ＲＩＩこの場合、次の規則が適用される：データ処理装置は、番号がそれぞれ下から上に満たされていくように位置スキ
ャンと測定スキャンの番号付けを行う。測定スキャンは、最後に実施された位置
スキャンに割り当てられる。最初のスキャンとしては、常に位置スキャンを行わ
なければならない。

【０１０３】そして８回すべてのスキャン記憶装置がスキャンデータで満たされ、それによ
って生データベースが作成される。工場での生産活動を続行することができる。

【０１０４】スキャン評価を各スキャンの直後に行わなかったときは、後でこれを実施する
ことができる。結果として、５回すべての測定スキャンの変換マトリクスが算出
される。

【０１０５】引き続いて本来の評価を実行する。データ処理装置が、まず最初に測定点を装
置系から物体系に変換し、その際に容器内部に属していない測定点を選別する。
続いてデータ処理装置は参照ファイルとの比較によって残留石厚を計算する。測
定ファイルのデータおよびそれに伴う評価のグラフを計算するため、プログラム
が特殊なやり方で測定点の平均をとる。測定ファイルが連続番号で保存され、グ
ラフが作成されてプリントアウトされる。このとき操作者は、たとえば当該部位
に特別に薄い内部ライニングが測定されたという理由で、容器の特定の縦断面図
の計算を追加的に手動でプリントアウトすることができる。それによって評価も
測定も完了する。

【０１０６】ここまでは、測定装置に対する容器の位置決定と、これに続く容器の測定につ
いて、転炉を例にとって説明した。本発明の方法は任意の物体の位置決定をする
のに適しているので、これ以外の冶金容器の位置決定、およびこれに続く測定も
本方法で行えるのは言うまでもない。

【０１０７】容器が取鍋であるときは、通常、これを横向きに寝かせて測定する。

【０１０８】そのためには既知の構造物として壁底演算子を、取鍋の座標系を求めるために
利用する。この演算子により、まず耐火材料のない底面の内部縁の位置を測定す
る。続いて、磨耗測定のときにも再現可能に再生可能である、取鍋の別の既知の
構造物の位置を決定し、開口部に対してほぼ平行に取鍋ケーシングを取り囲む側
方のリングと関係づける。構造物の測定された位置は、物体座標系で把握されて
保存され、後で位置決定のために測定された値と比較される。

【０１０９】本発明による方法の主要な利点は、測定装置に対する容器の位置決定が短い時
間で行われ、すでに述べたように、すべてのスキャンの記録が終わってから初め
て個々のスキャン評価を行うことができ、それによって測定時間がいっそう短縮
されることである。

【０１１０】したがって本発明の方法により、測定最中に測定装置が十分に傾動可能でなく
、容器の上側の高温区域に存在していなくても、高温の冶金容器の内部を測定す
ることが初めて可能になる。

【０１１１】その結果として生じる極端な温度負荷や、生産のために設定される時間的な枠
組条件も、非常に短い測定時間しか必要としない。

【０１１２】主要な適用例として、蓋を取り外した後に測定装置を炉の開口部上方のほぼ中
心部に据えることができるアーク炉を、ここに挙げておく。この場合、炉と測定
装置の位置を決定するための既知の構造物として、有利には開口部の縁部を利用
することができ、測定は開口演算子によって行われる。

【図面の簡単な説明】

図面を参照しながら、本発明の方法およびこの方法を実施するのに好適な方法
を説明する。図面は次のとおりである：

【図１】本発明の方法を実施するのに適した装置を示す模式図である。

【図２】距離決定のために用いられるパルス進行時間測定の原理を示す模式図である。

【図３】図３（ａ）から図３（ｃ）は、本発明の方法によって物体の位置決定をすると
きに基準となる、円筒状の容器を例にとった場合の座標系である。

【図４】図４（ａ）は、片側が閉じられた円筒状の容器をデカルト座標で示す縦断面図
である；図４（ｂ）は、同じ容器を同じくデカルト座標で示す、開口側から見た
図である（図１（ａ）のＡから見た図）。

【図５】図５（ａ）は、同じ容器を極座標で示す、図１（ａ）に対応する図である；図
５（ｂ）は、同じ容器を極座標で示す、図１（ｂ）に対応する図である。

【図６】図６（ａ）および図６（ｂ）は、球演算子の座標を示す互いに垂直な２つの模
式図である。

【図７】図７（ａ）および図７（ｂ）は、いわゆるＶ演算子の座標を示す互いに垂直な
模式図である。

【図８】二次元の開口演算子の座標を示す模式図である。

【図９】二次元の「壁底演算子」の座標を示す模式図である。

【図１０】図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、後続する事例計算をわかりやすくするた
めに開口演算子を例にとって、デカルト座標ないしグリッド化された極座標で測
定プロセスを示す図である。

【図１１】図１１（ａ）は、回転座標系における物体に対する測定装置のさまざまな測定
位置を示す模式図である；図１１（ｂ）は、回転座標系における物体のさまざま
な傾斜位置を示す模式図である。

【図１２】本発明の方法によって実施される転炉の磨耗測定を示すデータフローチャート
である。

【符号の説明】

１…底面２…壁部３…開口４…内壁ｄ…開口リングの外径ｂ…開口リングの厚さＡ…容器内部の点Ｂ…底面／内壁の交点Ｃ…開口境界の内側の点Ｄ…開口境界の内側と外側のほぼ中央に位置する点Ｅ…開口境界の外側の点Ｐ…走査点Ｍ…球中心点１００…測定装置１０…送信機１１…受信機１２…ポリゴンミラーＬＰ…レーザパルスＯ…物体Ｘ…軸Ｙ…軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ２７Ｄ 1/16 Ｆ２７Ｄ 1/16 ＶＧ０１Ｂ 11/00 Ｇ０１Ｂ 11/00 Ｂ (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者ラム、ロルフドイツ連邦共和国、52066 アーヒェン、グラーフ−シュベリーン−シュトラーセ 44 Ｆターム(参考） 2F065 AA03 AA04 AA06 AA30 AA52 AA60 AA63 BB08 BB27 CC00 DD06 FF12 FF32 FF65 GG06 GG08 GG12 JJ01 JJ18 LL15 LL62 MM07 MM16 NN02 NN08 PP02 QQ00 QQ23 QQ41 QQ42 2F069 AA03 AA04 AA24 AA47 AA61 BB40 CC01 DD15 GG04 GG07 GG11 HH09 JJ02 KK03 MM04 NN00 NN09 NN25 NN26 4K051 AA02 AB03 AB05 BH01 LJ03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電磁放射によって、特に耐火ライニングの磨耗測定をするた
めに、物体、特に冶金容器の位置を同定して測定する方法において、形状と大き
さが既知である二次元または三次元の構造物に関する演算子を定義し、次いで、
この構造物の範囲内で距離値（Ｒａｄ（ｍ，ｎ））とこれに帰属する測定角（φ
（ｎ），θ（ｍ））を求め、最後に、測定された距離値（Ｒａｄ（ｍ，ｎ））と
これに帰属する測定角（φ（ｍ），θ（ｎ））から画像座標系における演算子を
スケーリングするために、画像座標系における演算子の次元及び分解（ｉ：［−
ｉｍａｘ，ｉｍａｘ，Δｉ］，ｊ：［−ｊｍａｘ，ｊｍａｘ，Δｊ］を考慮した
演算子（Ｒ（ｍ＋ｊ，ｎ＋ｊ））の期待値を、測定された極座標（Ｒａｄ（ｍ，
ｎ），φ（ｍ），θ（ｎ））と合わせ、演算子（Ｒ（ｍ＋ｉ，ｎ＋ｊ））の期待
値と測定値（Ｒａｄ（ｍ＋ｉ，ｎ＋ｊ））の差異から結果値（Ｓ（ｍ，ｎ））を
生成し、結果値が最小となる位置から、探索されている構造物の位置を決定する
方法。
【請求項２】二次元ないし三次元の空間で、構造物の探索されるべき既知
の形状とサイズを用いて演算子を定義し、次いでループの形で、マトリクスＲａｄ（ｍ，ｎ）をピクセルごとに走査し、走査された最新の座標に基づいて演算子のスケーリングを繰り返すことで、ａ）グリッド化された極座標画像におけるピクセル境界と、ｂ）上記算出した境界内における、演算子のすべてのピクセルについての期待
距離Ｒ（ｍ＋ｉ，ｎ＋ｊ）とを算出し、期待距離と測定された距離との二次偏差を通じて、走査した位置（ｍ，ｎ）に
おける演算子を次式で算出し、【数１】最善の演算子結果値をもつ、探索されている座標Ｒａｄ（ｍ＿ｏｐｔ，ｎ＿ｏｐ
ｔ）ないしＲａｄ（φ＿ｏｐｔ，θ＿ｏｐｔ）を最小値計算によって選択する、
という各方法ステップを備えている請求項１記載の方法。
【請求項３】距離値（Ｒａｄ（ｍ，ｎ））に追加して、反射された電磁放
射の強度値（Ａｍｐ（ｍ，ｎ））を測定する、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】構造物として球を使用する、請求項１または２記載の方法。
【請求項５】構造物として、明るい彩色によって周囲に対して目立つ平面
状のマークを使用し、振幅画像で相関法によって演算子をスケーリングする、請
求項３記載の方法。
【請求項６】構造物として容器自体を利用し、演算子は開口領域にある１
つの点を探索し、この点の周囲に分散された、容器の開口にある少なくとも２つ
の別の点を探索し、点検のために少なくとも１つの別の点を容器内部で探索する
、請求項１または２記載の方法。
【請求項７】容器の開口にある点の距離値と角度値を、見出された容器中
心に対して半径方向に延びる探索窓の中で測定し、それをもとにベクトル（Ｒａ
ｄ（Ｋ））を抽出し、このベクトルの上で、開口リングの厚さにほぼ相当する所
定の長さ（ｂ）の線分を、スケーリングされた演算子によって探索する、請求項
１，２または６記載の方法。
【請求項８】追加的に容器の傾斜角γを、有利には容器をその長軸に対し
て垂直に延びる軸を中心として旋回可能に支持しているインクリノメータによっ
て検出して、容器の位置決定のときに考慮する、請求項１から７までのいずれか
１項記載の方法。
【請求項９】構造物として容器の壁部と底面の移行領域を利用し、各々の
端部が１点で接触して所定の角度（δ）を互いになす、長さ（Δｘ，Δｚ）の２
本の線分によって演算子を定義する、請求項１，２または６記載の方法。
【請求項１０】転炉の位置を決定するために利用する、請求項１から９ま
でのいずれか１項記載の方法の利用法。
【請求項１１】取鍋の位置を決定するために利用する、請求項１から９ま
でのいずれか１項記載の方法の利用法。
【請求項１２】アーク炉の位置を決定するために利用する、請求項１から
９までのいずれか１項記載の方法の利用法。
【請求項１３】請求項１から９までのいずれか１項記載の方法を実施する
装置において、パルス状の電磁放射を射出するための送信装置と、物体で反射された電磁放射を受信するための受信装置と、射出から、物体で反射された後の受信までの、電磁放射のパルスの進行時間を検
出するための時間検出装置と、互いに垂直な２つの方向で、パルス状の電磁放射に事前設定された周期的な偏向
をさせるための偏向装置と、電磁放射が互いに垂直な２つの方向で射出された角度と、進行時間とを検出する
ため、ならびに、事前に既知である空間構造物ないし事前に求めた空間構造物を
記憶し、角度と進行時間を検出することで測定された空間構造物と、事前に既知
である構造物ないし事前に求めた構造物とを比較して、測定された構造物の最新
の位置を決定するためのデータ検出／処理装置とを含んでいる装置。
【請求項１４】受信装置が、物体で反射された電磁放射の振幅を検出する
手段をさらに含んでいる、請求項１３記載の装置。
【請求項１５】受信装置が、ほぼ電磁放射を反射する地点で射出される熱
放射を検出する手段をさらに含んでいる、請求項１３または１４記載の装置。
【請求項１６】送信装置がパルス動作で作動可能なレーザダイオードであ
る、請求項１３から１５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１７】受信装置が、レーザダイオードから放出される放射の周波
数に適合化されたフォトダイオードである、請求項１３から１６までのいずれか
１項記載の装置。
【請求項１８】偏向装置が、互いに平行な面に対して垂直に延びる軸（Ｘ
）を中心として回転可能なポリゴンミラー（１２）を含んでおり、このポリゴン
ミラーの互いに鋭角に交わる面が電磁放射を反射する、請求項１３から１７まで
のいずれか１項記載の装置。
【請求項１９】偏向装置が、ポリゴンミラー（１２）の回転軸（Ｘ）に対
してほぼ垂直な軸（Ｙ）を中心として測定装置（１００）を往復旋回させること
が可能な手段を含んでいる、請求項１３から１８までのいずれか１項記載の装置
。
【請求項２０】本装置が支持アームに取り付けられており、それにより、
冶金容器（たとえばアーク炉）から離れた位置と、開いている容器の上側の位置
または開いている容器の下側の位置との間で往復変位可能である、請求項１３か
ら１９までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２１】支持アームに、測定装置に対して固定された空間的関係で
、冶金容器の内部に耐火材料を塗布する装置が設けられている、請求項２０記載
の装置。
【請求項２２】耐火材料を塗布する装置が、それ自体として公知となって
いる、冶金容器の内部にモノリシックな耐火材料を塗布するスプレーロボットで
ある、請求項２１記載の装置。