[發明專利]一種高爐爐頂料面測量系統及方法

在審

• 申請號: 201410143160.1
• 申請日: 2014-04-10
• 公開（公告）號: CN104975122A
• 公開（公告）日: 2015-10-14
• 發明（設計）人: 孫鵬;車玉滿;王瓊;郭天永;姚碩;陳國一;王再義
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C21B7/24
• 分類號: C21B7/24
• 代理公司: 鞍山華惠專利事務所 21213
• 代理人: 趙長芳

1.一種高爐爐頂料面測量系統，包括高爐探尺裝置，其特征在于，所述高爐爐頂料面測量系統還含有升降傳動機構、旋轉傳動機構、激光測距儀及終端顯示界面；升降傳動機構固定在高爐爐頂中央，旋轉傳動機構安設在升降傳動機構下部，安裝在旋轉傳動機構上的激光測距儀與垂線方向形成夾角γ，升降傳動機構下部探入在高爐內，激光測距儀與終端顯示界面通過無線數據傳輸通訊。

2.根據權利要求1所述的高爐爐頂料面測量系統，其特征在于，所述激光測距儀激光發射窗口設有自動清洗裝置。

3.一種應用權利要求1所述高爐爐頂料面測量系統的方法，其特征在于，具體方法和步驟為：

（1）測量參數設定

a、設定激光測距儀與垂直方向的夾角γ：高爐爐缸的半徑為r，激光測距儀最后停留位置到料面的垂直距離為d，則γ=arctan(r/d)；

b、根據高爐探尺裝置測量的料面高度設定激光測距儀隨升降傳動機構下探的深度，設定原則是使激光測距儀與料面高度之間的距離在0.5～0.8米；

c、設定激光測距儀隨旋轉傳動機構旋轉的速度：以能夠測量到圓周方向內的料面高度為準，以激光測距儀每m秒完成一點的測量,在圓周方向上采集n個數據,采集一圈料面高度需要時間為m×n秒,則旋轉傳動機構旋轉的速度設定為每秒旋轉2π/(m·n)；

d、設定激光測距儀隨升降傳動機構上升的時機和上升距離間隔D：激光測距儀隨升降傳動機構上升的時機，即為激光測距儀隨旋轉傳動機構旋轉的時間(m×n)秒后開始上升；上升距離間隔D要滿足在激光測距儀的有效范圍內完成對最遠端即靠近爐墻的高爐料面的高度的測量，由掃描料面的圈數j決定，D=d/(j-1)；

（2）、料面位置測量

a、高爐布料機構開始布第一批物料；

b、高爐探尺裝置檢測爐內物料下放的料面位置，并計算激光測距儀下探深度；升降傳動機構帶動激光測距儀下降到高爐探尺裝置計算的下探深度；

c、激光測距儀隨旋轉傳動機構旋轉一周，完成對料面最內圈的掃描測量，并發送數據到終端顯示界面，利用三角函數原理計算并顯示料面測量結果；

d、激光測距儀隨升降傳動機構上升后，停止在設定高度，然后激光測距儀隨旋轉傳動機構旋轉一周，完成對料面第二圈的掃描測量，并發送數據到終端顯示界面；

e、按照步驟d反復進行測量，直到完成對靠近爐墻的高爐料面的測量，一批料的料面測量結束，激光測距儀隨升降傳動機構上升到原始位置；

f、由高爐布料機構開始布下一批料，重復步驟a-e，完成對該批料的測量，并發送數據到終端顯示界面；

上述步驟c-f中，當數據通過無線通訊發送到終端顯示界面后，終端顯示界面會對測量數據的有效性進行驗證，剔除掉無效數據，剔除的依據是：

設激光測距儀隨旋轉傳動機構旋轉一周掃描料面測得的數據X為：

X=（X₁,X₂,X₃,X₄,X₅,……X_n）

E為n個數據的平均值：E=1n(X1+X2+X3+X4+...+Xn)]]>

設測量數據偏差(Xi)=ABS(Xi-E)E]]>

其中i=1,2,3,…,n；ABS為取絕對值；

如果σ(X_i)≥0.25，說明該數據與真實數據偏差較大，不能真實的反映料面的實際情況，因此把該數據作為干擾數據剔除出數據集；同時用均值E代替該數據。