JPS597330B2 - 高炉々況判定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、高炉羽目の輝度変動を処理して炉況指標と
して表示し、目視観察および工業用テレビジョンを併用
して行なう高炉々況判定方法に関する。

高炉々況判定に羽口先の光学的情報を利用する試みが従
来から行なわれているが、その一つにつぎに述べるもの
がある。

すなわち、羽目の覗孔に工業用テレビジョンを設置して
そのカメラによって重油の未燃焼暗黒部の面積を測定し
、該面積の変動から羽口先の燃焼状況を判定しようとす
るものである。

しかしながら、重油の未燃焼暗黒部の面積変動と羽口先
の燃焼状況の変化との関係については、経験上必ずしも
明らかにされていないとされているので、その効果にな
お研究の余地があると考えられる。

また、光電変換素子を用いて羽口先の輝度を電気信号に
変換し、単位時間当りの積算直によって輝度の絶対値お
よびある平均レベルを設定し、該レベルからの変化を波
形整形して変化回数を測定して炉況と対応させることに
よって炉況を検出しようとする試みがあるが、経験上輝
度の絶対値は窓硝子の汚れ、センサの特性変化、重油量
によって変動するとされ、必ずしも信頼できる値を示さ
ないとされており、またあるレベルの設定方法について
明示されていない上に、炉況異常の判定基準についても
明らかでないとされている。

この発明は、このような現状から、異常炉況が輝度変動
状態の変化と対応するので光電変換素子としての例えば
フォトトランジスタの出力を高城通過フィルタによって
変動成分だけを取出し、また炉況異常の判定基準として
後述のようにレースウエイインデックスＩｒ（ｎ）を決
定してその値によって炉況判定および炉況管埋を行ない
、さらにハーフミラーを用いて羽口先の光情報を二分岐
し、一方をこの発明の主旨として利用し、他方を目視観
察あるいは工業用テレビジョンによる観測に利用できる
ようにして両者の同時観測による炉況判定の精度向上を
行なうことによって従来技術の欠点を除くことを目的と
している。

前記のレースウエイインデックス’ｒ（ｎ）の決′定方
法について詳述すれば、輝度出力の変動成分をｆ（ｔ）
とし、その一定の時間τ１ 内の標準偏差σを測定し、
これをσｌ’ｌ−１ とおくと、但し、ｔｎ＝ｔｎ−
１＋τ１ である。

このτ１は、積分回路の時定数τ，を選定することによ
って任意に決定されるが、通常数十秒から数分のオーダ
ーが望ましい。

前記■ｒ（ｎ）は、一定時間τ１だげ過去の標準偏差σ
ｎ一。

を用いて次式によって定義される（ここで、■ｒ（ｎ）
は、ある時間における値という意味で便宜上サフィック
スｎを付けている）。

但し、ｔｌｆ（ｔ）ｌ≧ｋ− σｎ−１ ｔ８−ｔｎ＋τ２ τ２は、サンプリング時間であって数十秒から数分のオ
ーダーである。

なお、ここで、ｋは、炉況異常検出精度のレベル設定に
関係しており、■から３の間の数値がとられるが、２程
度に設定するのが適当であり、目視等の観測結果とも比
較してレベルの変更をすることができるものである。

前記の１ｒ（ ｎ）には炉況異常の判定インデックスと
してつぎに述べるような性質がある。

すなわち、正常な状態では■ｒ（ｎ）は常に零の値を示
し、異常状態があらわれた場合には正の値を示すもので
、■ｒ（ｎ）は時間τ２毎の羽口先の平均炉況の判定指
標で、これをモニターに表示して管埋することによって
炉況の効率的な判定ができることになる。

つぎに、この発明の実施例を示す図面について説明する
と、アナログ回路による方法を示す第１図において、高
炉本体１の炉壁２に設けた羽目支管４のレースウエイ３
を観察する羽目観察孔５による羽口先レースウエイから
の光情報は、ノ・−フミラー６によって二系統に分岐さ
れ、一方は従来の目視２１による観測、あるいは工業用
テレビジョン２２による観測に利用し、他方はフォトト
ランジスタ７に入れてこの出力を増幅器８で増幅してか
ら高城通過フィルタ９に入れる。

なお、該フィルタのカットオフ周波数は０．５〜ＩＨｚ
程度である。

前記フィルタからの出力は輝度信号の変動成分ｆ（ｔ）
のみであってこれを自乗回路１０で自乗してから、積分
回路１１で積分して τ ・σ２ を計算する。

この値は、除算回路１ ｎ−１ １２、開平回路１３を通ってσｎ−Ｉ となって除算
回路１４においてｆ（ｔ）／σｎ−１ が計算される
。

さらに、この値は、全波検波回路１５で絶対値＋ｆ（ｔ
）Ｉ／τ１・σｎ−１ に直された後にクリップ回路１
６に入り、該回路ではこの入力と初期設定値ｋとの比較
が行なわれ、 ｌ ｆ（ｔ）ｌ／τ１・σｌ’ｌ−１≧ｋ／τ１のとき
・・・・・・（１ｆ（ｔ）１／τ１・σｎ ，−ｋ／τ
１）および １ ｆ（ｔ）ｌ／τ１・σｎ ，＜ｋ／τ１のとき・・
・・・・０となるように処理を行なう。

この出力をつぎに積分回路１７で時間τ２だけ積分し、
除算回路１８においてτ２で除算することによってレー
スウエイインデックス■ｒ（ｎ）が決定される。

なお、この値は、増幅器１９で増幅されて表示装置２０
でアナログ的に表示される。

なおまた、この回路では共通定数のサンプリング時間τ
１，τ２は各々運動して設定できるようにしている。

さらにまた、このインデックスは、サンプリング時間τ
２毎の平均炉況をあらわし、正常状態では零値を示し、
異常状態ではその異常の程度に応じて正の値をアナログ
的に示すことは前述したが、また変動成分ｆ（ｔ）だけ
でなくてセンサー出力の絶対値、すなわち高城通過フィ
ルタ９を通さない信号に対しても適用できることはいう
までもない。

つぎに、上述したこの発明による高城通過フィルタをし
た羽口先レースウエイの輝度変動の実例を示す第２図に
ついて説明すれば、生鉱落ちによる輝度変梨の変化が同
図の（８）部分にあらわれており、該部分は正常状態を
示すぺ部分に比較して振幅の変化が大きくなっており、
この対応は同時に記録した工業用テレビジョンの観察か
らも明らかである。

また、第３図に示すように、前述のような波形ｆ（ｔ）
をレースウエイインデックスしで表示すると、前記テレ
ビジョンビデオテープレコーダによる観測結果と比較し
て、生鉱落ちに対応するピークがあらわれ、その他の通
常の状態ではほぼ零値を示していることがわかる。

なお、この実例では、積分定数τ１−２０秒、ｋ＝２、
サンプリング時間τ２−２０秒としており、しはリアル
タイム表示の場合であるが、さらに長期的な判定を行な
うときには、前記■，をある時間々隔で平均して示せば
よい。

上述したように、この発明によれば、レースウエイイン
デックスを採用したことにより羽目の輝度の変動を定量
的に把握することができ、このため、炉況の判定を極め
て的確に行なえるから、産業上の利用価値が極めて大き
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例を示すダイヤグラム図、第
２図は、この発明に係る羽口先レースウエイの輝度変動
状態の実例を示す図表、第３図は同じくレースウエイイ
ンデックス変化図表である。 １・・・・・・高炉本体、３・・・・・・レースウエイ
、５・・・・・・羽口観察孔、６・・・・・・ハーフミ
ラー、７・・・・・・フォトトランジスタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 羽口観察孔に光電変換素子を装着して羽口先輝度変
   動状態の変化を電気信号に変換した後に、該信号の変動
   成分だけを取出して炉況判定指標として下式で与えられ
   るレースウエイインデックス■，を決定し、該■，の値
   によって炉況を判定することを特徴とする高炉々況判定
   方法。 但し、ｔεｌｆ（Ｂｌ≧ｋσｎ −１ ｆ（ｔ）：一定時間τ１だけ過去の上記信号の変動成分 σｌ’ｌ−１二上記ｆ（ ｔ）の標準偏差ｋ：定数 τ２ ：サンプリング時間 ｔｎ：任意の時点 ｔｎ−１ ：ｔｎよりτ１だげ過去の時点。