JPS5926038A - 高炉内装入物検出方法および装置 - Google Patents
高炉内装入物検出方法および装置Info
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- JPS5926038A JPS5926038A JP13535482A JP13535482A JPS5926038A JP S5926038 A JPS5926038 A JP S5926038A JP 13535482 A JP13535482 A JP 13535482A JP 13535482 A JP13535482 A JP 13535482A JP S5926038 A JPS5926038 A JP S5926038A
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- furnace
- coke
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- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
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- G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、高炉内の装入物の検出に関し、特に高炉内高
温域の装入物の検出に関する。
温域の装入物の検出に関する。
高炉操業技術−の改善に際し、炉下部、11.温領域(
炉腹部および朝顔部)での装入物の降下速度。
炉腹部および朝顔部)での装入物の降下速度。
層厚などを知ることはきわめて重要である。
従来、比較的低温領域(400°C以下)でのこのよう
な用途の検出端は種々開発されてきた。例えば、鉱石と
コークスの磁気特性の差を利用した検出方法1両者の電
気抵抗の差を利用した検出方法などが開発されている。
な用途の検出端は種々開発されてきた。例えば、鉱石と
コークスの磁気特性の差を利用した検出方法1両者の電
気抵抗の差を利用した検出方法などが開発されている。
しかしながらこれらの方法は、磁気特性がキュリ一点以
上で消滅したり、電極が高温帯で酸化したリ、付着物に
より絶縁特性が劣化するなどの理由により、使用範囲が
低温域に限定されていた。
上で消滅したり、電極が高温帯で酸化したリ、付着物に
より絶縁特性が劣化するなどの理由により、使用範囲が
低温域に限定されていた。
本発明は、炉下部高温領域において鉱石2コークスなど
の炉内装入物を長期的に安定して検出する検出方法およ
び装置を提供することを目的とする。
の炉内装入物を長期的に安定して検出する検出方法およ
び装置を提供することを目的とする。
本発明者は、電波の透過特性が鉱石とコークスとで著し
く異なり、異なりが低温領域から高温領域に至るまでほ
とんど変化しな、いこと、したがって高炉のすべての場
所において電波を用いて鉱石とコークスとを区分検出し
うろことを確認した。
く異なり、異なりが低温領域から高温領域に至るまでほ
とんど変化しな、いこと、したがって高炉のすべての場
所において電波を用いて鉱石とコークスとを区分検出し
うろことを確認した。
鉱石は電波を全く透過仕ず、コークスはかなり良く透過
する条件が存在する。両者の識別に加え、高炉操業上問
題となる両者の混合状態の識別も可能である。
する条件が存在する。両者の識別に加え、高炉操業上問
題となる両者の混合状態の識別も可能である。
本発明は、このような認識に基いて、前記のように従来
困難とされていた高炉下部の高温領域における炉内装入
物(鉱石およびコークス)に電波を投射し、装入物の性
質による電波の透過あるいは反射状態の差から装入物層
を検出しようとするものである。
困難とされていた高炉下部の高温領域における炉内装入
物(鉱石およびコークス)に電波を投射し、装入物の性
質による電波の透過あるいは反射状態の差から装入物層
を検出しようとするものである。
以下本発明の詳細な説明する。
第1図に高炉の外観を示す。この例で(J、高炉]の炉
腹に本発明の検出装置2が装着されている。
腹に本発明の検出装置2が装着されている。
3が羽口、4が出銑口である。
第2図に、検出装置2部しこおける高炉)の水平断面拡
大図を示す。この実例では、第1の導波管51に冷却国
体61が装着されており、導波管51を保護し、冷却す
る。冷却国体61には冷却水が供給される。冷却国体6
1は炉壁7を貫通しており、導波管51の先端が炉内で
、厘体61の側方に向けて開口している。導波管51に
は、炉外においてマイクロ波送信器8が結合されている
。導波管51の炉外端部には、ガスバージ用の開口が開
けられており、そこに窒素ガスN2が吹込まれる。
大図を示す。この実例では、第1の導波管51に冷却国
体61が装着されており、導波管51を保護し、冷却す
る。冷却国体61には冷却水が供給される。冷却国体6
1は炉壁7を貫通しており、導波管51の先端が炉内で
、厘体61の側方に向けて開口している。導波管51に
は、炉外においてマイクロ波送信器8が結合されている
。導波管51の炉外端部には、ガスバージ用の開口が開
けられており、そこに窒素ガスN2が吹込まれる。
同様な第2の導波管5□には同様な第2の冷却国体62
が装着されており、この厘体62が、導波管52の開口
を導波管51の開口に水平方向で対向させた形で、炉壁
7に装着されている。導波管52には、炉外においてマ
イクロ波受信器9が結合されている。導波管52にも、
ガスバージ用の開口が開けられており、そこに窒素ガス
が吹込まれる。
が装着されており、この厘体62が、導波管52の開口
を導波管51の開口に水平方向で対向させた形で、炉壁
7に装着されている。導波管52には、炉外においてマ
イクロ波受信器9が結合されている。導波管52にも、
ガスバージ用の開口が開けられており、そこに窒素ガス
が吹込まれる。
導波管51および52の開口は、ホーン形アンテナ形状
である。導波管51および52に吹込まれる窒素ガスN
2は、それらを冷却すると共に、開口にコークスや鉱石
が入り込まないように、開口をパージする。開口には、
コークスや鉱石の進入を阻止するため、電波の伝搬を損
なわない程度の金網が張っである6 第3図に、第2図に示す構造であって2つの導波管51
+52の開口の間を20cmとした時の検出装置の検出
データを示す。使用ftF域はXバンド(]、 OGl
lz前後)で、受信電力は、鉱石層内ではほとんどO(
=−86dB)であり、コークス中では−40〜−50
dBで、゛両者の差は40〜50dBである。
である。導波管51および52に吹込まれる窒素ガスN
2は、それらを冷却すると共に、開口にコークスや鉱石
が入り込まないように、開口をパージする。開口には、
コークスや鉱石の進入を阻止するため、電波の伝搬を損
なわない程度の金網が張っである6 第3図に、第2図に示す構造であって2つの導波管51
+52の開口の間を20cmとした時の検出装置の検出
データを示す。使用ftF域はXバンド(]、 OGl
lz前後)で、受信電力は、鉱石層内ではほとんどO(
=−86dB)であり、コークス中では−40〜−50
dBで、゛両者の差は40〜50dBである。
第4図に装入物降下不良状態で1つだときの測定データ
を示す。図中の(a)は、長時間コークス層のみが続い
た例であり、(b)は、長時間鉱石層のみが続いた例で
あり、(c)は、混合層が続いた例である。炉腹部の温
度は1000〜1200”Cであり、鉱石の磁性は消滅
しているが、両=ITの差は明瞭である。すなわちこの
図から本発明の装置が高温領域でも装入状態が8Iす定
可能であり、従来分からなかった炉下部の装入物の降下
状態かはしめて明瞭に剖41すできるようになったこと
髪示している。
を示す。図中の(a)は、長時間コークス層のみが続い
た例であり、(b)は、長時間鉱石層のみが続いた例で
あり、(c)は、混合層が続いた例である。炉腹部の温
度は1000〜1200”Cであり、鉱石の磁性は消滅
しているが、両=ITの差は明瞭である。すなわちこの
図から本発明の装置が高温領域でも装入状態が8Iす定
可能であり、従来分からなかった炉下部の装入物の降下
状態かはしめて明瞭に剖41すできるようになったこと
髪示している。
また第2図に示す検出装置2と同様な検出装置をもう1
組、装置2の」三方又は下方に装備し、それぞれでコー
クス層と鉱石層とを各時点で区分検出することにより、
装入物の降下速度および層厚を検出しうる。すなわち、
上方およびの検出装置の検出データをそれぞれ時系列で
メモリ装置又はレコーダに記録し、2組のデータの時系
列パターンを比較して、コークス層および鉱石層それ(
れの層厚および降下速度を求めることが出来る。
組、装置2の」三方又は下方に装備し、それぞれでコー
クス層と鉱石層とを各時点で区分検出することにより、
装入物の降下速度および層厚を検出しうる。すなわち、
上方およびの検出装置の検出データをそれぞれ時系列で
メモリ装置又はレコーダに記録し、2組のデータの時系
列パターンを比較して、コークス層および鉱石層それ(
れの層厚および降下速度を求めることが出来る。
また2組の検出装置のマイクロ波発信ユニッ1−・は1
つのものとして共用しうる。その例を第58図に示す。
つのものとして共用しうる。その例を第58図に示す。
縦方向には上から第2.第1および第3の冷却国体62
+61および63がこの順に、また、水平方向には第1
の冷却国体61が、国体62および63より等距離離し
て配置されている。
+61および63がこの順に、また、水平方向には第1
の冷却国体61が、国体62および63より等距離離し
て配置されている。
配置関係を第5b図に示す。国体61〜63には、第2
図に示すものと同様な導波管がそれぞれ装着されている
。そして、国体61の導波管にはマイクロ波発信器が結
合され、国体6□および63にはそれぞれマイクロ波受
信器91および93が結合されている。受信器91およ
び92の検出信号は信号処理回路10に与えられ、該回
路10が受信器91および92の検出信号S+(t)お
よびS2(し)を記憶する。高炉の縦方向上下の検出信
号Sl (t)、S2 (t)は、第6a図に示すよう
に類似の波形を示す。さらに信号処理回路】0は、Sl
(t )、 S 2 (t )+7)相互相関関数ヲi
!t:F1. L、下段の出力S2 (t)が上段の出
力’5t(t)より遅れている時間Tを求める。ずなわ
ち、信号処理回路10は、現在サンプリングした信号S
2 (t)の値に、現在サンプリンクした信号S+ (
t)から順に1サンプリング周期づつ前の記憶信号5t
(t)を乗算して、容積を比較し、かつ1シンプリンク
周期(dT)ずらす毎にすらした時間゛■′=Σd T
を積算し、乗算した積がピークになったときの時間Tを
求める。この時間l゛は、上段の検出装置で検出された
層が下段の検出装置で検出されるまでの時間、すなわぢ
、上下検出装置間を炉内装入物が降下する時間である。
図に示すものと同様な導波管がそれぞれ装着されている
。そして、国体61の導波管にはマイクロ波発信器が結
合され、国体6□および63にはそれぞれマイクロ波受
信器91および93が結合されている。受信器91およ
び92の検出信号は信号処理回路10に与えられ、該回
路10が受信器91および92の検出信号S+(t)お
よびS2(し)を記憶する。高炉の縦方向上下の検出信
号Sl (t)、S2 (t)は、第6a図に示すよう
に類似の波形を示す。さらに信号処理回路】0は、Sl
(t )、 S 2 (t )+7)相互相関関数ヲi
!t:F1. L、下段の出力S2 (t)が上段の出
力’5t(t)より遅れている時間Tを求める。ずなわ
ち、信号処理回路10は、現在サンプリングした信号S
2 (t)の値に、現在サンプリンクした信号S+ (
t)から順に1サンプリング周期づつ前の記憶信号5t
(t)を乗算して、容積を比較し、かつ1シンプリンク
周期(dT)ずらす毎にすらした時間゛■′=Σd T
を積算し、乗算した積がピークになったときの時間Tを
求める。この時間l゛は、上段の検出装置で検出された
層が下段の検出装置で検出されるまでの時間、すなわぢ
、上下検出装置間を炉内装入物が降下する時間である。
信号処理回路10は、この時間Tと」二下検出装置間距
離りとより、v = L/T で装入物の降下速
度Vを求める。また、信号処理回路10は、検出信号S
1(t)+ S2 (t)それぞれの、定レベル(−
60dB)以上の区間Tcと以ドの区間Tm(第6b図
参照)を計数して、コークス層厚Hc = T c X
v および鉱石層厚1−] rn = T m X
vを求める。
離りとより、v = L/T で装入物の降下速
度Vを求める。また、信号処理回路10は、検出信号S
1(t)+ S2 (t)それぞれの、定レベル(−
60dB)以上の区間Tcと以ドの区間Tm(第6b図
参照)を計数して、コークス層厚Hc = T c X
v および鉱石層厚1−] rn = T m X
vを求める。
鉱石層の電波吸収はきわめて大きく、コークス層の電波
吸収はきわめて小さいので、鉱石層の検出信号レベルを
Oとして、コークス層の検出信号レベルを高い解像度で
得ることが出来る。第6 b図に示すように、検出信号
を0レベルよりも僅かに高い電力レベルで2値信号に変
換することにより、コークス層と鉱石層の検出が2値的
になる。このように整形した信号からHc=TcXvお
よび11m=TmXvを泪算して層厚を求めると、より
正確な言1i111が出来る。
吸収はきわめて小さいので、鉱石層の検出信号レベルを
Oとして、コークス層の検出信号レベルを高い解像度で
得ることが出来る。第6 b図に示すように、検出信号
を0レベルよりも僅かに高い電力レベルで2値信号に変
換することにより、コークス層と鉱石層の検出が2値的
になる。このように整形した信号からHc=TcXvお
よび11m=TmXvを泪算して層厚を求めると、より
正確な言1i111が出来る。
装入物からの反射電力をiff!l定してコークスと鉱
石を識別することも可能である。反射法の場合には、送
受信アンテナが共用できるので、検出装置の機構が簡単
になる。
石を識別することも可能である。反射法の場合には、送
受信アンテナが共用できるので、検出装置の機構が簡単
になる。
第7図に、反射法で実施するもう1つの実施例を示す。
この実施例では、すでに説明した導波管と同様な導波管
5が冷却国体6に装着されており、導波管5にマイクロ
波送信器8およびマイクロ波受信器9が結合されている
。マイクロ波送信器8で発信され、導波管5に送出され
た電波は、導波管5の開口より炉内に出てt、コークス
層および/又は鉱石層で反射されて導波管5に戻り、マ
イクロ波受信器9で受信処理される。受信器9は、方向
性結合器を介して導波管5に結合されている。
5が冷却国体6に装着されており、導波管5にマイクロ
波送信器8およびマイクロ波受信器9が結合されている
。マイクロ波送信器8で発信され、導波管5に送出され
た電波は、導波管5の開口より炉内に出てt、コークス
層および/又は鉱石層で反射されて導波管5に戻り、マ
イクロ波受信器9で受信処理される。受信器9は、方向
性結合器を介して導波管5に結合されている。
このような方式の検出装置での41す定データを第8図
に示す。第8図に示すように、反n−J法では、コーク
ス層と鉱石層とで受信電力の差が小さい。信金処理はや
や祖雑になるが、受信電力差が20dB [ニー5O−
(−70):lもあるので、容易に2値化処理しうる。
に示す。第8図に示すように、反n−J法では、コーク
ス層と鉱石層とで受信電力の差が小さい。信金処理はや
や祖雑になるが、受信電力差が20dB [ニー5O−
(−70):lもあるので、容易に2値化処理しうる。
コーク2、層と鉱石5+7 f、区分検出しうる。
以」二の通り、本発明の検出方法よjよび装置は、簡単
な構造であるがコークス層と鉱石層と髪明確に区分検出
しろる。低温と高温で検出1,5性は実質上変化せず、
高炉炉腹部、朝顔部等の、きわめて温度が高い部分の炉
内装入物を検出1ノうる。
な構造であるがコークス層と鉱石層と髪明確に区分検出
しろる。低温と高温で検出1,5性は実質上変化せず、
高炉炉腹部、朝顔部等の、きわめて温度が高い部分の炉
内装入物を検出1ノうる。
第1図は高炉の外観概要を示ず側面図、第2図は第1図
の、本発明検出装置の水平断面図である。第3図および
第4図は第2図に示Xt′受信器9の受信電力を示すグ
ラフである。 第5a図は本発明のもう1つの実施例の概要を示す側面
図、第5b図は炉内側からJ’Zた正面図、第6a図お
よび第6b図は検出信号を示すグラフである。 第7図は本発明のもう1つの実施例を示す断面図、第8
図は検出信号を示すグラフである。 ■=高炉 2:検出装置 3:羽口 4:出銑口 5.51+ 52 :導波管−(電磁波伝搬手段)6+
61+ 62 :冷却国体(冷却手段)7:炉壁 8:マイクロ波送信器(電磁波送信器)9.91.92
:マイクロ波受信器(電磁波受信器)10:信号処理
器 手続補正書()酬 昭和57年11月 8日 特許庁長官 着膨 和犬 殿 ■、事件の表示 昭和57年特許願第135354号 2、発明の名称 高炉内装入物検出方法および装首
3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都千代田区大手町2丁目6番3け名称
(665)新日本製鐵株式會社 (他1名)代
表者 武 1) 豊 4、代理人 〒104電話0354386945、補正
の対象 図面、および明細書の図面の簡単な説明の
欄6、補正の内容 1、第1図を添イ」別紙の通りに訂正する。 2、明細書第11頁第13行と第14行の間に、次の文
章を挿入する。 「 A:炉口 B:炉胸 C:炉腹 1つ:朝顔 E:炉床 」 7、添付書類の目録 図面(第1図)・・・・・1葉
の、本発明検出装置の水平断面図である。第3図および
第4図は第2図に示Xt′受信器9の受信電力を示すグ
ラフである。 第5a図は本発明のもう1つの実施例の概要を示す側面
図、第5b図は炉内側からJ’Zた正面図、第6a図お
よび第6b図は検出信号を示すグラフである。 第7図は本発明のもう1つの実施例を示す断面図、第8
図は検出信号を示すグラフである。 ■=高炉 2:検出装置 3:羽口 4:出銑口 5.51+ 52 :導波管−(電磁波伝搬手段)6+
61+ 62 :冷却国体(冷却手段)7:炉壁 8:マイクロ波送信器(電磁波送信器)9.91.92
:マイクロ波受信器(電磁波受信器)10:信号処理
器 手続補正書()酬 昭和57年11月 8日 特許庁長官 着膨 和犬 殿 ■、事件の表示 昭和57年特許願第135354号 2、発明の名称 高炉内装入物検出方法および装首
3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都千代田区大手町2丁目6番3け名称
(665)新日本製鐵株式會社 (他1名)代
表者 武 1) 豊 4、代理人 〒104電話0354386945、補正
の対象 図面、および明細書の図面の簡単な説明の
欄6、補正の内容 1、第1図を添イ」別紙の通りに訂正する。 2、明細書第11頁第13行と第14行の間に、次の文
章を挿入する。 「 A:炉口 B:炉胸 C:炉腹 1つ:朝顔 E:炉床 」 7、添付書類の目録 図面(第1図)・・・・・1葉
Claims (5)
- (1)電波を高炉内装入物層内に放射し、該電波の透過
あるいは反射電力を受信し、該受信電力の差からコーク
スと鉱石の識別を行うことを特徴とする高炉内装入物検
出方法。 - (2)電波を高炉内装入物層内に放射し、該電波の通過
あるいは反射電波を垂直方向に多段的に受信し、該受信
電力の差から装入物の層厚および降下速度−を検出する
ことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の高炉
内装入物検出方法。 - (3)高炉炉壁に、冷却機構が囲繞しかつ一端が開口し
た導波管に電波送信器および受信器を接続してなる高炉
内装入物検出装置。 - (4)二個の導波管を高炉゛炉壁に取イ1け、炉内にお
いてその開口部を対向させ、第1の導波管に送信器を、
第2の導波管に受信器を接続した特許請求の範囲第(3
)項記載の高炉内装入物検出装置。 - (5)第1の導波管、第2の導波πおよび第3の導波管
を高炉炉壁に垂直方向に第2.第1および第3の順に、
かつ水平方向に第1と第2および第一3の導波管とを離
して配置し、第1の導波管に送信器を、第2.第3の導
波管に受信器を接続した特許請求の範囲第(3)項記載
の高炉内装人物検出装置。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13535482A JPS5926038A (ja) | 1982-08-03 | 1982-08-03 | 高炉内装入物検出方法および装置 |
EP83304312A EP0101219B1 (en) | 1982-08-03 | 1983-07-26 | Method and apparatus for supervising charges in blast furnace |
DE8383304312T DE3363514D1 (en) | 1982-08-03 | 1983-07-26 | Method and apparatus for supervising charges in blast furnace |
CA000433587A CA1200903A (en) | 1982-08-03 | 1983-07-29 | Method and apparatus for supervising charges in blast furnace |
US06/519,245 US4641083A (en) | 1982-08-03 | 1983-08-01 | Method and apparatus for supervising charges in blast furnace using electromagnetic waves |
KR1019830003629A KR880000638B1 (ko) | 1982-08-02 | 1983-08-03 | 고로의 장입물을 점검하는 방법 및 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13535482A JPS5926038A (ja) | 1982-08-03 | 1982-08-03 | 高炉内装入物検出方法および装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5926038A true JPS5926038A (ja) | 1984-02-10 |
JPH0138842B2 JPH0138842B2 (ja) | 1989-08-16 |
Family
ID=15149789
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13535482A Granted JPS5926038A (ja) | 1982-08-02 | 1982-08-03 | 高炉内装入物検出方法および装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5926038A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6230938A (ja) * | 1985-04-11 | 1987-02-09 | Nippon Steel Corp | 落下中の物体の粒度測定法 |
JPH06117989A (ja) * | 1992-10-02 | 1994-04-28 | Nippon Steel Corp | 粒子分布ピッチ測定方法および装置 |
JPH06117990A (ja) * | 1992-10-06 | 1994-04-28 | Nippon Steel Corp | 移動層内粒子種類識別方法 |
JP2012237560A (ja) * | 2011-05-10 | 2012-12-06 | Nippon Steel Corp | 高炉内装入物のプロフィル測定装置 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003014659A (ja) * | 2001-06-28 | 2003-01-15 | Earthnics Corp | 水分計測装置 |
CN104111350A (zh) * | 2014-06-23 | 2014-10-22 | 中国矿业大学(北京) | 一种爆区附近表层岩石速度测量系统及测量方法 |
-
1982
- 1982-08-03 JP JP13535482A patent/JPS5926038A/ja active Granted
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6230938A (ja) * | 1985-04-11 | 1987-02-09 | Nippon Steel Corp | 落下中の物体の粒度測定法 |
JPH055299B2 (ja) * | 1985-04-11 | 1993-01-22 | Nippon Steel Corp | |
JPH06117989A (ja) * | 1992-10-02 | 1994-04-28 | Nippon Steel Corp | 粒子分布ピッチ測定方法および装置 |
JPH06117990A (ja) * | 1992-10-06 | 1994-04-28 | Nippon Steel Corp | 移動層内粒子種類識別方法 |
JP2012237560A (ja) * | 2011-05-10 | 2012-12-06 | Nippon Steel Corp | 高炉内装入物のプロフィル測定装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0138842B2 (ja) | 1989-08-16 |
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