TW202102815A - 用以測量容器內部耐火襯料之系統、裝置及方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種掃描器組合件10，其可安裝於掃描器操縱臂82上而放置於鄰近容器開口處或插放於容器開口內，用以測量自掃描器組合件10內掃描器發射器/感應器40至耐火襯料表面上複數位點之距離，經由一次掃描即可判定容器凹面內部之特性。一具有操縱臂之掃描器操縱器連附於掃描器組合件上而將掃描器組合件維持於多個測量位置。一控制系統用以控制掃描器組合件之位置及發射器感應器之定向，且能夠取得、存放，處理並呈現發射器/感應器產生之測量結果。本發明掃描器組合件10可於一次掃描中涵蓋超過半球範圍之視野。

Description

用以測量容器內部耐火襯料之系統、裝置及方法
在此所揭露之發明主體實施例大致關於設備、方法及系統，且詳言之係關於用以判定冶金容器耐火襯料特性之裝置、程序、機構及技術。
例如盛鋼桶等貯藏器中設有耐火襯料，在貯藏器盛裝熔態金屬時提供高溫防護。但此耐火襯料可能磨損或累積來自自熔態金屬之沉澱物。為確保連續且安全之貯藏器操作，耐火襯料必須獲得妥善監控。而最常用於監控貯藏器中耐火襯料磨損變質程度之方式則是於貯藏器為空時，目視檢查。基於時間及成本考量，測量必須在容器處於或接近操作溫度時執行，而非待其冷卻。因此，機械性之表面接觸測量法並不適用。
利用高速掃描雷射測距儀在熔態金屬製造過程中測量容器內部輪廓乃是金屬製造業廣泛應用之實務。盛鐵桶及盛鋼桶、鹼性氧氣爐(BOF)、氬氧脫碳容器(AOD)、電弧爐(EAF)、熔鋁及熔銅容器、鑄造爐、魚雷型混鐵車及底吹爐(Q-BOP)均是使用雷射掃描器分析以判定內部耐火物質輪廓並計算剩餘襯料厚度。
本技藝中習知之高溫耐火容器測量方法包括使用雷射掃描器，所述雷射掃描器具有雷射光束發射器、雷射光束偏轉鏡及用於接收耐火襯料表面所反射雷射光束之雷射光束接收器。雷射掃描器發射與接收雷射光束間之傳輸時間可用於計算耐火襯料與雷射掃描器在雷射光束發射方向上之距離。藉由改變雷射光束方向可產生一系列傳輸時間，從而可得一系列距離及一系列位點。之後使用座標轉換將資料集自掃描器座標系統移至容器座標系統，並利用測量值判定襯料厚度。
使偏轉鏡繞第一旋轉軸轉動且使雷射掃描器本身繞第二旋轉軸轉動，可在兩個相互垂直之方向上掃描耐火襯料，以此取得複數代表接受掃描表面之位點。由於雷射掃描器十分精準，故而可藉由比較掃描表面之先後影像判定何處耐火襯料已經腐蝕或磨損，或因沉積物而變厚。標準系統之襯料厚度測量準確度為 +/- 5-6公釐。
然而，出於貯藏器之內部形狀、貯藏器之內部幾何限制以及雷射掃描器無法過於靠近處於或接近操作溫度之貯藏器等因素，雷射掃描器可能無法取得目標表面之全貌。
為解決上述問題，可將雷射掃描器連續移動至不同位置，或改變貯藏器與掃描器之相對位置，使得掃描器能夠取得每一位置之影像。再將此等影像合併為全貌「影像」。將連續影像合併為全貌影像需要確實得知雷射掃描器在每一測量位點相對於貯藏器之位置。如此使得操作程序更添複雜，減損所得全貌影像之正確度，同時增加設備之高溫暴露，且使測量更為耗時。
WO2008109510揭露一種用於測量熔態金屬貯藏器中耐火襯料磨損之裝置。然此裝置必須使用兩套掃描器組合件方能達成其功效，因而在將兩套掃描器組合件所產生資料集合併之時更為複雜。此外，由於兩套掃描器組合件係放置於一外殼中，其結合視野便受限於所述外殼之範圍。以球座標系統φ值(圍繞各雷射掃描器旋轉軸之角度)而言，即受限於約180度。此外，θ值(角度，一平面內，以掃描器組合件鏡面之視野極限為界)並不包括z軸。
US8072613提供用於測量例如魚雷型盛鋼桶等容器襯料磨損程度之系統及方法，其係使用掃描器頭自容器內之第一位置掃描容器之內部襯料，此時掃描器頭與容器之垂直軸構成一相對角度。掃描器頭放置於容器中之第二位置，此時掃描器頭與容器之垂直軸構成一相對角度，且掃描器頭自第二位置掃描未受第一位置掃描涵蓋之容器內部襯料部分。藉由比較容器裝載與卸載後之第一位置掃第二位置襯料掃描與襯料之初始參考測量值，可測出襯料之磨損程度。此種系統及方法需要兩次掃描方能完成測量，且必須將掃描器組合件移動至另一位置後再執行第二次掃描。就極座標系統而言，允許之θ值(角度，一平內面，以掃描器組合件鏡面之視野極限為界)在與z軸正交平面兩側等量延伸。以鏡面為中心之球體內部之允許θ值之投影形成球體之赤道帶。允許之θ值不包含z軸。
有鑑於上述習知技術中之問題，吾人實需新穎之裝置、系統及方法，其可對裝有高於其本身金屬熔點材料之金屬容器進行掃描，以較少之掃描次數及時間測得該金屬容器之耐火襯料厚度，從而減少掃描器對於所測容器內部條件之接觸，同時重新配置視野以提升實用性並降低掃描程序複雜度。
本發明提供可判定容器內耐火襯料特性之設備、方法及程序解決本技藝中之上述一或多種需求或其他需求。本發明之設備包括一掃描器組合件，其可安裝於一掃描器操縱臂上而放置於鄰近容器開口處或插放於容器開口內，達到容器凹面內部之指定位置，並測量自掃描器組合件內掃描器發射器/感應器至耐火襯料表面上複數位點之距離，藉此於單次掃描中即可判定容器內部之特性。本發明之設備亦包括一掃描器操縱器，其係具有一連附於掃描器組合件之操縱臂，而將掃描器組合件維持於一測量位置，且使掃描器組合件中之掃描器發射器/感應器能夠採取設定之定向而測量與耐火襯料表面上複數位點相隔之距離，藉此得以透過單次掃描過判定容器內部之特性。本發明之設備亦包括一連附於掃描器操縱器之機器人裝置，其係具有控制系統，所述控制系統透過硬體及軟體而掃描器組合件之位置及發射器感應器之定向，且能夠取得、存放、處理並呈現由發射器感應器產生之測量值；控制系統與掃描器組合件為通訊相連；控制系統藉由比較雷射掃描系統所測得之該等距離與耐火襯料之參考表面而判定耐火襯料之特性。
判定容器內耐火襯料特性之方法及程序亦屬本案發明主體之範疇。所述方法包括以下步驟：將機器人裝置放置於觀察位置；使用包含硬體及軟體之控制系統控制機器人，所述控制系統通訊連接於掃描器組合件；將安裝於機器人裝置所附操縱臂上之掃描器組合件延伸靠進容器或進入容器內部，定位掃描器組合件，將掃描器發射器/感應器按複數循序定向放置，測量每一定向上自掃描器發射器/感應器至容器內部之距離，並藉由比較雷射掃描系統所測得之該等距離與耐火襯料之參考表面而判定耐火襯料之特性。
以下範例實施例之說明參照附圖。不同圖面中之相同參考編號係指稱相同或相似元件。以下詳細說明並不對本發明構成限制。本發明之範疇實則應由所附申請專利範圍定義。為求簡潔，以下之術語及結構敘述係參照自動掃描冶金容器內耐火襯料之設備、系統或方法。然而，下文所述之實施例並不限於此等設置，而可應用於其他設備、系統或方法，包括，但不限於，對於裝載容器材料熔點以上溫度物質之容器進行內部襯料特性判定。在本文中，「判定特性」，例如「判定耐火襯料特性」，意指使用自動雷射掃描器分析並/或測量耐火襯料內側表面，從而判定內部耐火襯料輪廓並計算剩餘襯料厚度，藉此可用於例如評估低損壞概率下之最長可允許使用壽命或判定何時需要修理之功效。襯料特性亦可用於判定冶金處理輔助裝置之位置，例如，氧器噴槍在鋼池上方之適當設定位點高度。
於本說明書中，「一配置」意指關於一配置之一特定特色、結構或特徵係包含於發明主體之至少一配置中。因此，於本文各處所稱之「在一配置中」未必指稱相同配置。此外，特定特色、結構或特徵可於一或多種配置中以任何適當方式結合。
於本文中，「構成資料連通」意指兩項元件相連而使得為電子或放射型態之資料可由所述元件中之至少一者傳遞至另一者。「構成指令連通」一語意指一成電子或放射型態之指令可由元件之一傳遞至另一元件。「構成控制連通」一語意指元件之一能夠經由以電子或放射型態傳輸之指令而控制另一元件之動作或活動。「以可活動之方式連接」意指兩項元件相連而使其中一者可相對於另一者移動，例如，沿共用軸線、圍繞一軸或是以鉸接方式，同時維持與另一元件接觸。「以鉸接之方式運動」及「鉸接」係指成對連通元件中之一者受限於圍繞連通軸而相對於另一者移動。「固接」一語意指兩項元件相連而使其維持接觸且無法彼此相對旋轉、以鉸接方式移動或平移。「超過半球範圍」一語意指代表球體一部分之形狀或球體表面之一部分，可描述為相對於一軸極之360度經度及大於90度緯度之範圍，並包含該軸極。角度「包含一線」係指當該線通過該角度之頂點時，位於該角所在之平面，且位於該角兩側之間。
圖1所描繪之容器2係用於盛裝高溫材料。如在此所稱，「容器」與「器皿」可互換使用且泛指用於盛裝高溫物料或氣體(若為氣化器)之各種大小形狀之所有類型金屬或非金屬容器，所述高溫可為低於、處於或高於容器材料熔點之溫度。此等容器應用之領域可例如為，但不限於，化學及產電中之氣化程序、電弧爐(EAF)、鹼氧爐(BOF)、盛鋼桶、高爐、脫氣機及製鋼用氬氧脫碳(AOD)爐。此外，如本文中所稱，「高溫物料」泛指放置於此等容器內之高溫材料，若其覆蓋容器表面至少一部分之耐火材料因故減損而使得容器直接接觸處於高溫之物料，則此高溫足以造成容器表面損害。如圖所示，容器2具有容器縱軸3、外殼4、外殼4內之內部耐火材料層6及開口8。容器縱軸3通過開口8。圖1中之虛線7表示容器尚未使用時之原始耐火材料層6。
圖2描繪一用以測量耐火襯料磨損程度之掃描器組合件10。所述掃描器組合件包含一掃描器組合件近端12、一掃描器組合件遠端14及一自近端12延伸至遠端14之掃描器組合件縱軸16。一安裝臂20具有一安裝臂近端22及一安裝臂遠端24，且係位於掃描器組合件10之近端12。一隔熱罩26具有一隔熱罩近端28及一隔熱罩遠端30，且係設置為圍繞安裝臂遠端24周緣之至少一部分。一轉塔32具有一轉塔近端34及一轉塔遠端36，且係位於掃描器組合件10之遠端14。安裝臂20之遠端係以可轉動之方式接合於轉塔34之近端。因此轉塔34能夠圍繞掃描器組合件縱軸16旋轉。安裝臂20與轉塔32亦可描述為處於連通狀態，其中轉塔32之近端34係以可旋轉之方式安裝於安裝臂20之遠端24，因此轉塔32可圍繞縱軸相對於安裝臂20旋轉。安裝臂20與轉塔32間之連通可包含於一與縱軸正交之平面內。一發射器/感應器40裝設於轉塔34內之固定位置。發射器/感應器40之光學中心位於掃描器組合件之縱軸16。發射器/感應器40之視野在縱向上成線性。發射器/感應器40之視野亦可描述為包含於一亦包含掃描器組合件縱軸16之平面。在圖示之配置中，發射器/感應器之視野40之平面包含掃描器組合件縱軸16在遠端方向上自發射器/感應器40延伸之部分。發射器/感應器視野42包含一延伸自轉塔遠端之發射器/感應器視野遠端極限44，且包含對立於遠端極限之發射器/感應器視野近端極限46。發射器/感應器42之視野在縱向上可由一鈍角描述，此鈍角包含掃描器組合件縱軸16自掃描器組合件遠端延伸部分且包含在與縱軸正交之平面16上自發射器/感應器40延伸而出以位於視野42平面上之線48。
於特定配置中，發射器/感應器視野44遠端極限與正交於掃描器組合件縱軸16且通過發射器/感應器40之平面間之銳角50數值範圍可為自(且包括) 1度至(且包括) 10度。於特定配置中，發射器/感應器視野42近端極限46與掃描器組合件縱軸16間之銳角52數值範圍可自(且包括) 70度至(且包括) 88度。
發射器/感應器40通常包含雷射、光學零件、光偵測器及接收器電子器件(圖未示)。此等發射器/感應器裝置可對一目標表面發射高達每秒500,000次脈衝之快速雷射光脈衝。發射器/感應器40之感應器能力可測量每次脈衝在設定視野內自目標表面至掃描器之來回時間。由於光係以恆定之既知速度移動，根據發射器/感應器40所提供之資訊，可計得高準確度之發射器/感應器40與目標相隔距離。藉由連續重複此一程序並合併發射器/感應器40定向與掃描器組合件10相對於待測容器之位置，儀器可建立受測耐火表面之複雜厚度「地圖」。藉由計算並/或比較測得耐火襯料內部表面耐火物質厚度地圖與同一表面之參考測量值間之變化，可偵測並評估可能導致耐火襯料/外殼組合故障之變化。單次測量時間為20至30秒。
發射器/感應器40可包含一小光束直徑(約4公釐)雷射掃描器，其提供高準確度(約±6公釐峰對峰距離誤差)及高掃描率(最高500,000 Hz)，且採用穩健設計，適用於軋鋼機環境，可承受掃描高溫表面之熱負載，具有眼睛安全雷射波長(完全消除並/或大幅降低工作場所安全顧慮)、±55o 垂直掃描角度及0-360o 水平掃描角度。此種雷射掃描器可在約二十至三十秒以標準解析度完成容器內部掃描，有助於縮短容器停工時間，且提高生產可得性。在高解析度模式下，掃描器提供之容器詳細影像可用於判定耐火襯料之特性、定義出鐵口周圍之區域或吹氣塞之條件。
圖中發射器/感應器在垂直平面上之視野為角度42。發射器感應器在垂直平面上之視野42，於轉塔32之所有旋轉位置中，包括發射器感應器光學中線46及一在正交於發射器感應器光學中線46之水平平面中自發射器/感應器40向外延伸之線48。
圖3為掃描器組合件10之側視圖，圖中近端14及安裝臂20位在左側，因此以可旋轉方式連附於安裝臂20之轉塔32顯示於右側。掃描器組合件12遠端位於右側。所述掃描器組合件縱軸16在此圖面中呈水平方向。圖中之發射器感應器視野42包括掃描器組合件縱軸16，以及在一正交於掃描器組合件縱軸之平面16上自發射器/感應器40向外延伸之線48。發射器/感應器40受發射器/感應器視窗62所屏蔽。隔熱罩26設置為圍繞安裝臂遠端24周緣之至少一部分。
圖4為掃描器組合件10之立體透視圖。轉塔32以旋轉之方式連附至安裝臂20。固定隔熱罩26設置為圍繞安裝臂20周緣之至少一部份。安裝臂20可固設於一操縱臂。
所述掃描器組合件10可包括整體式冷卻系統及大範圍輻射屏蔽，因此掃描器組合件10可設置於盡可能靠近(例如在約2至約3公尺之範圍內)高溫(1700°C)表面之處，藉此在例如氣化器等光學存取受限之高溫環境中亦能達成測量耐火物質厚度之目的。
圖5顯示容器2內掃描器操縱器80之垂直截面圖，圖中所示容器為魚雷型盛鋼桶。掃描器操縱器80內之掃描器組合件10中包含轉塔32及發射器/感應器40。掃描器操縱器更包含一具有遠端及近端之延伸型態或掃描器操縱臂82，以及一可與掃描器組合件10縱軸平行或共線且自操縱臂遠端延伸至近端之操縱臂縱軸84。於圖示之定向中，掃描器組合件10、掃描器操縱器80及掃描器操縱臂82之近端為上端，而遠端為下端。操縱臂82之遠端係固設於掃描器組合件10之近端；且操縱臂82自掃描器組合件10縱向延伸。操縱臂82及掃描器組合件10可透過端部對接之方式結合；操縱臂82及掃描器組合件10中之一者可包含一接收部分，用以容納另一者之插入部分；或者，操縱臂82及掃描器組合件10可透過部分重疊之方式相接。
掃描器操縱器80之設置可使發射器/感應器在轉塔32圍繞掃描器組合件縱軸16旋轉時能夠看到整個容器2內部。
發射器/感應器在縱平面上之視野為角度42。角度42是(a)遠端視野構成鈍角86與(b)一視野構成銳角88之總和；遠端視野構成鈍角86係在一垂直平面上由(i)在一正交於掃描器組合件縱軸之平面上自發射器/感應器40向外延伸之線48，與(ii)一自發射器/感應器40經由掃描器組合件10遠端(在此對應於視野遠端極限44)向外延伸之線夾設而成，而視野構成銳角88係與遠端視野構成角86共面，且是由(i)在一正交於掃描器組合件縱軸之平面上自發射器/感應器40向外延伸之線48，與(ii)一在線48與角度86(在此對應於視野近端極限46)對立之一側自發射器/感應器40向外延伸之線夾設而成。發射器感應器之視野42包括掃描器組合件縱軸16及在一正交於掃描器組合件縱軸之平面上自發射器/感應器40向外延伸之線48，且發射器感應器之視野42在一縱平面上於轉塔32之所有旋轉位置，包括掃描器組合件縱軸16自發射器/感應器40沿遠端方向延伸之部分及線48在一正交於掃描器組合件縱軸16之水平平面上自發射器/感應器40向外延伸之部分。
圖6描繪用於測量容器2內部耐火襯料之掃描系統100。此系統包含一掃描器組合件10，其中設有一轉塔32，而轉塔32內又設有發射器/感應器40。所述掃描器組合件10連附於一操縱臂82以形成一掃描器操縱器80。操縱臂82之近端經由支撐臂112而連附於一支撐座110，所述支撐臂112可將操縱臂82移動至預設位置及定向。支撐臂112之近端以可移動之方式連接至支撐座110。支撐平台臂112可相對於支撐座110平移、旋轉及/或鉸接移動。支撐臂112可經由支撐座平台114連附於支撐座110，所述支撐座平台114可相對於支撐座110移動或旋轉。支撐臂促動器116設置於支撐臂112之鉸接臂段，以控制相連各段之相對位置，或經由操縱臂82控制支撐臂112之定向。掃描器操縱器80之近端以可移動之方式連接或鉸接至支撐臂12之遠端。掃描器操縱器80可相對於支撐臂112平移、旋轉或以鉸接方式移動。
支撐座110、支撐座平台114、支撐臂112與操縱臂82之組合，或其他可造成掃描器組合件10移動之類似元件組合，具有自休息位置移動至測量位置後再返回休息位置之檢疫要求。操縱器應具有適當之形狀及尺寸，俾使掃描器組合件10能夠因應特定待測容器之需要而設置於測量位置。
掃描系統之其他配置可利用不同組合之支撐件、支撐臂、關節及旋轉裝置而將掃描器組合件10移動至測量位置。支撐臂112與操縱臂82可結合為一組合件而使兩者為直角設置，且支撐臂112包含一與支撐件連通之樞桿。
感應器130可設置於支撐座110、操縱臂82、掃描器組合件10及/或容器2上，提供資料以利判定容器相對於一獨立參考系之位置，此參考系與掃描系統參照之參考系相同，佔最多六個自由度。設置於容器2上之感應器130可為單點雷射測距儀或傾角儀。
一促動器134可位於掃描器組合件10內，用以控制轉塔32相對於掃描器組合件10安裝臂之旋轉動作。促動器134控制反射鏡角度位置，以此角度對由發射器/感應器40所產生或感應之光線進行反射；此角度所在之平面亦包括掃描器組合件之縱軸。一促動器134可包含微處理器，且可能具有其他用於測量程序之功能，包括控制慢速掃描馬達使轉塔32圍繞掃描器組合件縱軸16移動(方位角)，控制快速掃描馬達移動以設定發射器/感應器40發射/感應方向與掃描器組合件縱軸16間之角度(高度)、雷射發射、距離資料計算與資料緩衝，並最終將距離資料傳送至一控制裝置140。
控制裝置140係與位於支撐座110、操縱臂82及掃描器組合件10組合上之感應器130及發射器/感應器40構成資料連通。所述資料連通可經由實體連接或無線傳輸而達成。於某些配置中，控制裝置140係連結於，且資料連通於，安裝於容器2上之一或多個感應器130。
控制裝置140接收來自支撐座110、操縱臂82與掃描器組合件10組合中感應器130及發射器/感應器40之資料輸入。於某些配置中，控制裝置140接收來自容器2上所設一或多個感應器130之資料輸入。所述資料係經由一或多個資料輸入埠142接收。
控制裝置140將指令傳輸至位於掃描器組合件10內之一或多個促動器134，使組件在掃描器組合件10中彼此相對移動，將指令傳輸至支撐臂促動器116以使支撐臂112組件彼此相對移動，並將指令傳輸至支撐座平台促動器118以使支撐座平台114相對於支撐座110之其他部分移動。促動器指令經由一或多個控制輸出埠144自控制裝置140傳輸至促動器。控制裝置140能夠，藉由將指令傳輸至促動器116、118及134，以實現六自由度，從而將掃描器組合件10放置於預設位置及定向，達到與整體測量不確定性相稱之準確定。整體準確度之判定方式為命令促動器對一限制繼續移動之機械擋止件移動，或移動至一利用線性或角度編碼器之組合(視需要)測量臂體位置所決定之位置。促動器116、118及134可包含伺服馬達及/或液壓促動器。
控制裝置140包含一用於資料輸入及顯示之操作介面152，其可包括例如鍵盤、顯示螢幕、觸控螢幕、指示器及控制裝置與控制面等裝置。
控制裝置140包含一資料儲存裝置154，例如RAM或硬碟，其可儲存由感應器130、發射器/感應器40所產生之資料，儲存用於進行計算之資料，儲存指令及例如促動器116、118及134等裝置元件之動作控制程式，並儲存用於處理所得資料之計算程式。
控制裝置140包含一資料緩衝器156，其可暫時存放經由資料輸入埠142所取得之資料，直到所述資料存入資料儲存裝置154中為止。
控制裝置140包含一處理器170，其負責將可編程命令轉換為指令，並處理所取得之資料。處理器170將關於容器2位置及關於發射器/感應器40位置之位置資訊轉換為一共同參考系。
如圖1至圖6依序描繪，控制裝置140發出測量指令，掃描器組合件10內之促動器134或微處理器控制測量程序，包括慢速掃描馬達使轉塔32圍繞掃描器組合件縱軸16移動(方位角)、快速掃描馬達移動以設定發射器/感應器40發射/感應方向與掃描器組合件縱軸16間之角度(高度)、雷射發射、距離資料計算與資料緩衝，並最終將距離資料傳送至一控制裝置140。在一操作方法範例中，掃描器組合件可定向於一指定方位角，並於一系列高度值上進行測量。此程序在一系列方位角值上重複。
發射器/感應器40採用遠距感應技術，其測量距離之方式為以雷射照射目標，並測量雷射源所發射之光子在雷射源與遠場反射表面間來回距離所需之傳輸時間。標準3D發射器/感應器40包括雷射、掃描器、光學零件、光偵測器及接收器電子器件。熟悉此技藝人士於檢視本案主體後應知，發射器/感應器40中可使用各種不同類型之雷射，包括具有不同波長以及不同操作模式(例如脈衝式或連續式)之雷射。容器2耐火物質磨損之特性及程度之準確度及解析度取決於光學器件如何將發射器/感應器40中之雷射對焦，此因素亦將決定發射器/感應器40之視野。接收器偵測器之脈衝較短時可達成較佳之解析度，且電子器件具有充分頻寬可處理減低之脈衝寬度。影像產生之速度會受影像掃描進入系統之速度所影響。可利用多種掃描方法經由所需仰角掃描光束。並且，測量準確度有賴準確之鏡面定位。
此外，雷射掃描系統100之控制裝置140可包括一處理器170，用以處理磨損特性判定及表面溫度測量。此處理器170可納入雷射掃描系統100之中或與之相連。典型雷射測距儀發射器/感應器40包含一組合件，其中包括脈衝雷射、偵測雷射發射之方法、多面鏡、用以偵測遠場表面反射光線之高速偵測器及用以在目標場景中慢速轉動上述組合件之馬達或驅動器。於實務中，雷射與偵測器係配合使用以測量距離，由鏡面/馬達導引雷射以創造全場景之光柵影像。高解析度編碼器常用於判定快速掃描(高度)旋轉(及慢速掃描軸，以相同解析度)之角度位置。
在一配置中，雷射掃描系統100中之發射器/感應器40具有小光束直徑(約3.6公釐)，提供高準確度(約±6公釐峰對峰距離誤差)及高掃描率(最高500,000 Hz)，且採用穩健設計，適用於軋鋼機環境，可承受掃描高溫表面之熱負載，具有眼睛安全雷射波長(完全消除並/或大幅降低工作場所安全顧慮)，能夠安裝於掃描器組合件中而產生+95°至-15°之垂直掃描角度範圍及0°至360°之水平掃描角度範圍。此一雷射掃描器可於約6至10秒內以標準解析度掃描容器內部，有助於縮短容器停工時間，且能提高生產可得性。於高解析度模式下，掃描器能夠提供容器之詳細影像，可用於偵測裂縫、定義出鐵口周圍區域或吹氣塞之條件。儀器上之感應器測量每次雷射脈衝離開、抵達遠場表面並經反射而自目標表面返回掃描器所需時間。光線係以恆定之既知速度移動，根據發射器/感應器40所提供之資訊，可計得高準確度之發射器/感應器40與目標相隔距離。藉由連續重複此一程序，儀器可建立受測表面之距離「地圖」。藉由計算並/或比較測得耐火材料6距離地圖與同一表面之參考測量值間之變化，可偵測出可能導致容器2故障之耐火物質厚度或表面拓樸變化。
圖7為球座標系統200之示意圖。角度202為θ(theta)，即自固定頂點方向Z測得之極角。角度204為φ(phi)，即極角在參考平面上之正交投影之方位角，所述參考平面通過原點且正交於頂點方向，測自固定參考方向Y。長度206為r，即一位點距座標系統固定原點之徑向距離。
掃描器組合件10之視野可利用球座標系統200加以描述。若掃描器組合件10設置為使掃描器組合件遠端12對應於Z軸之正向且掃描器組合件之近端145對應於Z軸之負向，且掃描器組合件縱軸16與Z軸對應，則掃描器組合件10之視野包括自0度至360度之所有φ值(亦即掃描器可圍繞Z軸自由旋轉)，及自0度至90度之所有θ值，因此包括Z軸之正向，且包括在轉塔圍繞Z軸旋轉上之XY平面。其他可包含於視野中之θ值為-10°、-9°、-8°、-7°、-6°、-5°、-4°、-3°、-2、-1°、91°、92°、93°、94°、95°、96°、97°、98°、99°、100°、101°、102°、103°、104°及105°。於特定配置中，發射器/感應器視野遠端極限44發射器/感應器視野近端極限46在發射器/感應器40圍繞X軸旋轉過程中維持不變。
當掃描器組合件遠端對應於極座標系統Z軸正向且掃描器組合件縱軸對齊極座標系統Z軸時，在轉塔旋轉通過極座標系統中自(且包括)0度至(且包括)360度之所有φ值過程中，掃描器組合件10可處理之視野包括，在所有φ值上，極座標系統中自(且包括)0度至(且包括)91度之至少所有θ值。
換言之，當掃描器組合件遠端對應於極座標系統Z軸正向且掃描器組合件縱軸對齊極座標系統Z軸時，在轉塔旋轉通過極座標系統中自(且包括)0度至(且包括)360度之所有φ值之過程中，掃描器組合件10可處理之視野係在Z軸兩側對稱且超過半球範圍。由於視野超過半球範圍，其包含一半球部分且自與Z軸之相交處延伸至大於90度之θ值。
本發明所述掃描器組合件及掃描器操縱器係經配置而可於測量其內部經緯截面均完全呈凹面之容器時所需之插入深度降至最低。若容器之所有θ角均為90度至270度，測自球座標系統X軸(容器開口為此球座標系統之YZ平面)，則掃描器組合件可放置於容器以外在容器縱軸上之任何位置。若測得之容器內部θ角小於90度或大於270度，則隨著θ值自90度減少或自270度增加，掃描器組合件必須更靠近容器開口。
若一容器之θ角度值趨近於0度或360度，則掃描器組合件及掃描器操縱器必須插入容器開口方能掃描整個內部。圖8之掃描器組合件10用於掃描具有耐火材料6內層之容器2內部。耐火材料6內層鄰近容器開口3之部分係與容器縱軸及掃描器組合件縱軸16正交。掃描器轉塔32包含具有發射器/感應器視野遠端極限44及發射器/感應器視野近端極限46之發射器/感應器40。角度86在包含掃描器組合件縱軸16之平面上為視野角度之遠端部分。角度88在包含掃描器組合件縱軸16之平面上為視野角度之近端部分。角86與88交會於一包含在正交於掃描器組合件縱軸16之平面中之線。
發射器/感應器40插入302容器2之所需程度可根據角度88及發射器/感應器40在一正交於α掃描器組合件縱軸16之平面上與內層6相隔之距離304而判定。於下式中，α代表角度88，x代表距離304，z代表所需插入302程度：
z = x (tan α)
此等數值係為此特殊案例而取得，其中容器內部在經緯截面上均完全為凹面，而耐火材料6內層鄰近容器開口3之部分具有一實質等於0°或360°之θ角度值。若容器內部在經緯截面上均完全為凹面且θ值較接近90°或270°，所需之插入程度可大幅縮小。
圖9為本發明掃描器系統機械部分400之示意圖。表面405支撐一支撐座110。支撐座通道410，在圖中呈垂直方向，通過支撐座110。支撐座通道容納第一支撐臂112之上端。促動器412使第一支撐臂112在支撐座通道410內之執行線性動作。促動器412可包括一齒條與齒輪機構，或其他任何能夠使第一支撐臂112在支撐座通道410內產生相對線性動作之機構。箭號414顯示第一支撐臂112在支撐座通道410內之動作方向。
第一支撐臂112下端經由可旋轉連接420連附於第一支撐臂112上端。促動器422使第一支撐臂112下端相對於第一支撐臂112上端旋轉。促動器422可包括一步進馬達，或其他任何能夠產生精準正確旋轉動作之機構。箭號424顯示第一支撐臂112下端之迴轉方向。
第一支撐臂112下端可固定第二支撐臂112之縱表面。如圖所示，第二支撐臂112之開放端低於封閉端。第二支撐臂112可放置於水平位置，或相對於水平平面之任何角度。第二支撐臂112包含一支撐臂通道426，其中容納具有一操縱臂82及一轉塔32之掃描器操縱器。促動器427使操縱臂82伸縮進出支撐臂通道426。促動器427可包括一齒條與齒輪機構，或其他任何能夠產生相對線性動作之機構。箭號428顯示操縱臂82在支撐臂通道426內之動作方向。
圖10為本發明掃描器系統機械部分400之示意圖。表面405支撐一支撐座110。支撐座110經由可旋轉連接420而連附至支撐座平台114。促動器430使支撐座平台114相對於支撐座110之旋轉。促動器430可包括一步進馬達，或其他任何能夠產生精準正確旋轉動作之機構。箭號432顯示支撐座平台114之迴轉方向。
一第一支撐臂112自支撐座平台114向下延伸。第一支撐臂112係經由一樞桿434而連接至一第二支撐臂112。促動器436使第二支撐臂112圍繞樞桿434中軸之旋轉動作。箭號438顯示第二支撐臂112圍繞樞桿434之動作方向。第二支撐臂112連接於操縱臂82近端。如圖所示，第二支撐臂112係以直角連接至操縱臂82近端；其可採取任何加速容器掃描之形式；其可為固定式或可調式。第二支撐臂112與操縱臂82可形成為一體。第二支撐臂112可包含額外樞桿及促動器，以提供額外之動作自由度。
在所述掃描器系統機械部分400之一種變化形態中，省略基底平台114及促動器430，且第二支撐臂112係與支撐座110直接連通。
圖11之立體透視圖為本發明掃描器系統400機械部分，其下方以支撐座110支撐。支撐座110係經由可旋轉連接420而連附至支撐座平台114。促動器430使支撐座平台114相對於支撐座110旋轉。促動器430可包括一步進馬達，或其他任何能夠產生精密準確旋轉動作之機構。箭號432顯示支撐座平台114之迴轉方向。
一第一支撐臂112自支撐座平台114向上延伸。第一支撐臂112係經由一樞桿434而連接至一第二支撐臂112。促動器436使第二支撐臂112圍繞樞桿434之軸旋轉。箭號438顯示第二支撐臂112圍繞樞桿434之動作方向。第二支撐臂112圍繞樞桿434中軸之旋轉動作可由伺服馬達及/或液壓促動加以控制。
第二支撐臂112具有一開放端且包含一內部支撐臂通道，該內部支撐臂通道以套疊伸縮方式容納一第三支撐臂112。第三支撐臂112具有一開放端且包含一內部支撐臂通道，該內部支撐臂通道以套疊伸縮方式容納具有一操縱臂82及一轉塔32之掃描器操縱器。促動器440使操縱臂82伸縮進出第三支撐臂112之支撐臂通道，且使第三支撐臂112伸縮進出第二支撐臂112之支撐臂通道。促動器440可包括一齒條與齒輪機構，或其他任何能夠產生相對線性動作之機構。箭號442顯示第三支撐臂112進出第二支撐臂112支撐臂通道之動作方向。箭號428顯示操縱臂82進出第三支撐臂112支撐臂通道之動作方向。
圖12為本發明掃描器系統機械部分400之示意圖。樞桿434係設於表面405上或受其支撐。促動器436使支撐臂112在其近端自一垂直位置(存放位置，以實線表示)旋轉至一水平工作位置，以虛線表示。箭號438顯示支撐臂112垂直位置與水平位置間之動作方向。
支撐臂112以其遠端經由可旋轉連接420連接於操縱臂82近端，操縱臂82之遠端設有轉塔32。可旋轉連接420受促動器422推動而圍繞一正交於撐臂112縱軸且正交於操縱臂82縱軸之軸進行旋轉。促動器422可包括一步進馬達，或其他任何能夠產生精準正確旋轉動作之機構。箭號424顯示第一支撐臂112下端在掃描器系統機械部分400水平工作位置之迴轉方向。
以下程序用於執行容器測量：將容器清空，並將外來物料移除。繼而利用航位推測法(每次測量均將容器放置於相同位置)或使用外部感應器判定容器位置。調整容器方向，使容器內之目標表面包含於掃描器操縱器上掃描器組合件之視野中。將掃描器操縱器放置於測量位置，此位置通常位於或靠近通過容器開口之容器縱軸。使掃描器操縱器之轉塔圍繞掃描器組合件之縱軸旋轉；進行測量並產生容器內部輪廓。將容器內部輪廓與一參考資料集或容器立體模型進行比較。根據比較結果判定已經發生磨損之區域或已經發生沉積之區域。
一種用於測量耐火襯料磨損程度之方法，其係包含： a) 清空設有襯料之容器； b) 定位容器； c) 調整容器方向，使容器內之目標襯料表面包含於掃描器組合件之視野中； d) 掃描器組合件包含一安裝臂；一以可旋轉方式連附於安裝臂之轉塔；及一包含於轉塔內之發射器/感應器； 其中，當掃描器組合件之遠端對應於極座標系統Z軸正向且掃描器組合件縱軸對齊極座標系統Z軸時，在轉塔旋轉通過極座標系統自(且包括0)度至(且包括)360度之所有φ值之過程中，該掃描器組合件處理可處理在Z軸兩側對稱且超過半球範圍之視野； e) 將掃描器組合件放置於測量位置； f) 啟動發射器/感應器； g) 將轉塔旋轉通過極座標系統中之所有φ值； h) 針對選定φ值取得極座標系統中選定θ值之資料； i) 收集由發射器/感應器所提供之資料；及 j) 根據收集而得之資料產生容器內部輪廓。
一用以測量一耐火襯料磨損程度之掃描器組合件，其係包含： 一遠端、一近端及一自近端延伸至遠端之縱軸； 一安裝臂，具有一近端及一遠端，且位於掃描器組合件近端； 一轉塔，具有一近端及一遠端，其中安裝臂遠端係以可旋轉之方式連接於轉塔近端，其中安裝臂與轉塔間之連通包含於一與縱軸正交之平面內；及 一發射器/感應器，安裝於轉塔內之固定位置； 其中發射器/感應器之光學中心位於縱軸上； 其中發射器/感應器之視野在縱向上為線性； 其中該視野包含一遠端極限延伸自轉塔遠端，且包含一與遠端極限位置對立之近端極限； 且其中發射器/感應器之視野在縱向上係由一鈍角所描述，該鈍角包含縱軸自掃描器組合件遠端之延伸部分，且包含一在與縱軸正交之平面上自發射器/感應器延伸而出之線； 所述掃描器組合件可經配置，因此安裝臂遠端對轉塔近端之可轉動接合可使轉塔圍繞掃描器組合件之縱軸旋轉360度。所述掃描器組合件可經配置而使發射器/感應器之視野位於發射器/感應器縱軸所在之平面。所述掃描器組合件可包含一隔熱罩，其覆蓋安裝臂遠端周緣之至少一部分。所述掃描器組合件可包含單一發射器/感應器；掃描器組合件可不含第二發射器/感應器；掃描器組合件中之發射器/感應器數量可為一個。
所述掃描器組合件可經配置而使由視野遠端極限與縱軸所定義銳角之值為自(且包括)1度至(且包括)10度。所述掃描器組合件可經配置而使由視野近端極限與縱軸所定義銳角之值為自(且包括)70度至(且包括)88度。
所述掃描器組合件可配置為並不與耐火物質塗佈裝置連通，或不隸屬於包含耐火物質塗佈裝置之設備。耐火物質塗佈裝置係用於噴灑、噴射或以其他方式將耐火材料傳送至一表面，而使材料黏附於表面。所述掃描器組合件可經配置而使轉塔無法在安裝臂上圍繞掃描器組合件縱軸以外之任何其他軸線旋轉。
所述掃描器組合件係經配置，當掃描器組合件遠端對應於極座標系統Z軸正向且掃描器組合件縱軸對齊極座標系統Z軸時，在轉塔旋轉通過極座標系統自(且包括0)度至(且包括)360度之所有φ值之過程中，掃描器組合件可處理之視野包括在所有φ值上極座標系統中自(且包括)0度至(且包括)91度之所有θ值。
所述掃描器組合件可經配置而使掃描器組合件遠端對應於極座標系統Z軸正向且掃描器組合件縱軸對齊極座標系統Z軸，up在轉塔旋轉通過極座標系統所有φ值之過程中自(且包括)0度至(且包括)360度，掃描器組合件可處理一在Z軸兩側對稱且超過半球範圍之視野。
一掃描器操縱器包含上述任一或多種掃描器組合件，可經配置而使該掃描器操縱器更包含一延伸型態或掃描器操縱臂，該延伸型態或掃描器操縱臂具有遠端及近端，且其縱軸係與掃描器組合件之縱軸共線，自遠端延伸至近端；其中，該掃描器操縱器之遠端係固設於掃描器組合件之近端；且其中該延伸型態或掃描器操縱臂係自掃描器組合件縱向延伸而出。
本文所揭露之範例實施例提供之裝置、方法及系統係用於自動判定冶金容器之耐火襯料特性及上述及在相關技藝中具有通常技術之人士所知之其他用途。應知本說明並不意欲構成本發明之限制。反之，此等範例實施例實則涵蓋由申請專利範圍所定義之本發明精神與範疇中所包含之替代方案、修改及等效設置。再者，於範例實施例詳細說明中所提出之各項具體細節係為使讀者獲得對於所請發明之全面理解，然熟悉此技藝人士應知各種實施例亦可能在不具此等特定細節之形況下實施。
雖然本範例實施例係以特色及元件之特定組合加以描述，但各項特色或元件可在不與實施例中其他特色及元件配合之情況下單獨使用，亦可以具有或不具在此所揭露之其他特色及元件之情況下以各種組合實施。
本書面說明在此揭露發明主體之範例係為使熟悉此技藝人士能夠實施本發明，包括製作並使用任何裝置或系統及執行任何所含方法。本發明主體之可專利範圍係由申請專利範圍所定義，且可包括可為熟悉此技藝人士所思及之其他範例。此等其他範例亦屬本案申請專利範圍之範疇。
雖然在此所揭露之本發明主體實施例已經顯示於圖式中且經參照若干範例實施例而充分描述其中之詳情細節，熟悉此技藝人士應可實施諸多修改、變化及省略而不實質脫離在此所提出之新穎教示、原理及概念，以及所附申請專利範圍中所述之本發明主體優點。因此，本案創新之適當範圍僅應以對於所附申請專利範圍之最廣義解讀而判定，方能包含所有此等修改、變化及省略。此外，任何程序或方法步驟之順序或先後可依據替代實施例而調整或重新安排。最後，在申請專利範圍中，任何功能手段條文均應涵蓋在此所述用以執行所述功能之結構，且不僅包含結構等效物，亦包含等效結構。
2:容器 3:容器縱軸 4:外殼 6:耐火材料層 7:原始耐火材料層 8:開口 10:掃描器組合件 12:掃描器組合件遠端 14:掃描器組合件近端 16:掃描器組合件縱軸 20:安裝臂 22:安裝臂近端 24:安裝臂遠端 26:隔熱罩 28:隔熱罩近端 30:隔熱罩遠端 32:轉塔 34:轉塔近端 36:轉塔遠端 40:發射器/感應器 42:發射器/感應器視野 44:發射器/感應器視野遠端極限 46:發射器/感應器視野近端極限 48:在縱軸正交平面上自發射器/感應器延伸而出之線 50:發射器/感應器視野近端極限與發射器/感應器在縱軸正交平面上延伸而出之線間之銳角 52:發射器/感應器視野遠端極限與掃描器組合件縱軸間之銳角 54:發射器/感應器視野近端極限與掃描器組合件縱軸間之銳角 62:發射器/感應器視窗 80:掃描器操縱器 82:操縱臂 84:操縱臂縱軸(掃描器之光學中線) 86:遠端視野構成角 88:近端視野構成角 100:掃描器系統 110:支撐座 112:支撐臂 114:支撐座平台 116:支撐臂促動器 118:支撐座平台促動器 130:定位感應器 134:操縱器促動器 140:控制裝置 142:資料輸入埠 144:控制輸出埠 152:操作介面 154:資料存放 170:處理器 200:球座標系統 202:θ(theta)角 204:φ(phi)角 206:徑向距離r 302:發射器/感應器插入容器內之深淺 304:發射器/感應器距開口處水平內壁面之距離 400:掃描器系統之機械部分 405:表面 410:支撐座通道 412:促動器 414:行進方向 420:可旋轉連接 422:促動器 424:旋轉方向 426:支撐臂通道 428:行進方向 430:促動器 432:旋轉方向 434:樞桿 436:促動器 438:旋轉方向 440:促動器 442:行進方向
圖1係一高溫材料盛裝容器之剖視圖。 圖2係本發明掃描器操縱器之示意圖。 圖3係本發明掃描器組合件之側視立體圖。 圖4係本發明掃描器組合件之立體圖。 圖5係內含本發明掃描器操縱器之魚雷型盛鋼桶之剖視圖。 圖6係本發明掃描器系統之示意圖。 圖7係一球座標系統之示意圖。 圖8係掃描器組合件佈置幾何之示意圖。 圖9係本發明掃描器系統機械部分之示意圖。 圖10係本發明掃描器系統機械部分之示意圖。 圖11係本發明掃描器系統機械部分之立體透視圖。 圖12係本發明掃描器系統機械部分之示意圖。
10:掃描器組合件
20:安裝臂
26:隔熱罩
32:轉塔

Claims (16)

  1. 一種用以測量一耐火襯料磨損程度之掃描器組合件10，其係包含：一遠端12、一近端14及一自該近端14延伸至該遠端12之縱軸16； 一安裝臂20，具有一近端22及一遠端24且位於該掃描器組合件10之該近端14；一轉塔32，具有一近端34及一遠端36，其中該轉塔32之該近端34係以可旋轉之方式安裝於該安裝臂20之該遠端24上，使該轉塔32能夠圍繞該縱軸16而相對於該安裝臂20旋轉；及 一安裝於該轉塔32中之一固定位置之發射器/感應器40；其中該發射器/感應器40包含一光學中心； 其中該發射器/感應器40之光學中心係位於該縱軸16上； 其中該發射器/感應器40之視野42係包含於一亦包含有掃描器組合件縱軸16之平面中；其中該視野42包含一自該轉塔32遠端36延伸而出之遠端極限44，且包含一與該遠端極限44成對立位置之近端極限46； 且其中該發射器/感應器40之視野42在該縱向上係由一鈍角所描述，該鈍角包含該縱軸16自該掃描器組合件10遠端12之延伸，且包含一在與該縱軸16正交平面中自該發射器/感應器40延伸而出之線48。
  2. 如請求項1之掃描器組合件10，其中該安裝臂20遠端24至該轉塔32近端34之可轉動接合使該轉塔能夠圍繞該掃描器組合件10之該縱軸16旋轉360度。
  3. 如請求項1之掃描器組合件10，其中一隔熱罩26係設置為覆蓋該安裝臂20遠端24周緣之至少一部份。
  4. 如請求項1之掃描器組合件10，其中該掃描器組合件10確切包含一枚發射器感應器40。
  5. 如請求項1之掃描器組合件10，其中由該發射器感應器視野42之該遠端極限44與該縱軸16所描述之該銳角50具有一自(且包括)1度至(且包括)10度之值。
  6. 如請求項1之掃描器組合件10，其中由該發射器感應器視野42之該近端極限46與該縱軸16所描述之該銳角54具有一自(且包括)70度至(且包括)88度之值。
  7. 如請求項1之掃描器組合件10，其中該掃描器組合件10並不與一耐火物質塗佈裝置連通。
  8. 如請求項1之掃描器組合件10，其中該轉塔32係受限而無法在該安裝臂20上圍繞該掃描器組合件10縱軸16以外之任何其他軸線旋轉。
  9. 如請求項1之掃描器組合件10，其中，當該掃描器組合件10之該遠端12對應於一極座標系統Z軸之正向且該掃描器組合件縱軸16對齊該極座標系統之Z軸時，於該轉塔32旋轉通過該極座標系統中自(且包括)0度至(且包括)360度之所有φ值之過程中，該掃描器組合件可處理一包括，在所有φ值上，該極座標系統中之所有θ值自(且包括)0度至(且包括)91度之視野。
  10. 如請求項1之掃描器組合件10，其中，當該掃描器組合件10之該遠端12位置對應於一極座標系統Z軸之正向，且該掃描器組合件縱軸16對齊於該極座標系統之Z軸時，於該轉塔32旋轉通過該極座標系統中自(且包括)0度至(且包括)360度之所有φ值之過程中，該掃描器組合件可處理一相對於該Z軸為對稱且超過半球範圍之視野。
  11. 一種掃描器操縱器80，包含如請求項1之掃描器組合件，其中該掃描器操縱器80更包含一具有一遠端及一近端之操縱臂82，以及一與該掃描器組合件16縱軸共線且自該遠端延伸至該近端之操縱臂縱軸84；其中該掃描器操縱器80之該遠端係固設於該掃描器組合件10之該近端；且其中該操縱臂82係自該掃描器組合件10縱向延伸。
  12. 一種掃描器系統100，其係用於測量一耐火襯料磨損程度，且包含： 一如請求項11之掃描器操縱器80； 一具有一近端及一遠端之支撐臂112； 一支撐座110； 一系統控制裝置140； 至少一與該控制裝置140構成資料傳輸連通之容器定位感應器130； 一與該操縱器80連通之操縱器促動器134，其中該控制裝置140係與該操縱器促動器134構成指令連通，且其中該操縱器促動器134係與該控制裝置140構成資料傳輸連通； 一與該支撐臂112連通之支撐臂促動器116，其中該控制裝置140係與該支撐臂促動器116構成控制連通；及一處理器170；與該至少一定位感應器130、該操縱器促動器134、該支撐臂促動器116及該發射器感應器40構成資料連通；其中該支撐臂112之該遠端係連接至該掃描器操縱器80之該近端；且 其中該支撐臂112之該近端係連接至該支撐座110。
  13. 如請求項12之掃描器系統100，其中該掃描器操縱器80之該近端係鉸接至該支撐臂12之該遠端。
  14. 如請求項12之掃描器系統100，其中該支撐臂112之該近端係以可移動之方式連接至該支撐座110。
  15. 如請求項12之掃描器系統100，其中該支撐臂112之該遠端係固接至該掃描器操縱器80之該近端。
  16. 一種用以測量一耐火襯料磨損程度之方法，其係包含： a) 清空一裝有該襯料之容器2； b) 定位該容器2； c) 定向該容器2而使該容器內之目標襯料表面可納入一掃描器組合件之視野中； d) 提供一包含安裝臂20之掃描器組合件10、一以可旋轉方式連附於該安裝臂20之轉塔 32及一包含於該轉塔 32中之發射器/感應器40； 其中當該掃描器組合件之該遠端對應於一極座標系統Z軸之正向且該掃描器組合件縱軸對齊該極座標系統之Z軸時，於該轉塔旋轉通過該極座標系統自(且包括)0度至(且包括)360度之所有φ值之過程中，該掃描器組合件10可處理一相對於該Z軸成對稱且超過一半球範圍之視野； e) 將該掃描器組合件10放置於一測量位置； f) 啟動該發射器/感應器40； g) 將該轉塔32旋轉通過該極座標系統之所有φ值； h) 針對選定之φ值，取得該極座標系統中選定θ值之資料； i) 收集由該發射器/感應器40所提供之資料；及 j) 根據該收集而得之資料產生該容器內部之輪廓。
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