本發明專利技術提供了一種基于雷達的高爐料流軌跡的測量裝置和測量方法，所述方法包括：當高爐的溜槽開始轉動進行布料時，雷達本體通過密閉地固定在爐壁上的天線向高爐內物料方向發射連續調頻波；通過雷達本體通過天線接收回波，得到回波信號并將回波信號上傳給計算機；并進一步通過計算機對回波信號進行計算，獲得并顯示料流軌跡。本實施例的測量裝置和測量方法，抗高粉塵干擾能力較強，裝置安裝結構簡單，測量方法實施方便，能夠精確測量出料流的軌跡參數與種類。同時，可計算溜槽的轉動周期和漏料等故障參數，便于人工的檢測與維修，因此能夠為高爐生產提供精確的料流軌跡參數，指導現場工人合理布焦布礦，提高生產的效率和質量。
【技術實現步驟摘要】
一種基于雷達的高爐料流軌跡測量裝置及測量方法
本專利技術屬于鋼鐵冶煉
，具體涉及一種基于雷達的高爐料流軌跡測量裝置及測量方法。
技術介紹
鋼鐵產業是工業發展過程中的重中之重。目前，鋼鐵行業產能過剩問題越來越嚴重，對于整個產業及技術進行調整就顯得尤為重要。在整個鋼鐵生產過程中，高爐煉鐵的過程最為關鍵，其精確的冶煉控制直接關系到鐵水的質量以及生產安全。在冶煉控制中，影響鐵水質量的首要因素就是布料。我國大部分高爐均采用無鐘式高爐進行布料，無鐘爐頂布料過程中，一般通過調整節流閥開度、溜槽傾角大小和布料圈數來改善爐料在爐內的料層分布。其中，溜槽布料的料流軌跡直接影響到高爐料面形狀和鐵水的質量。因此，準確的料流軌跡，對高爐的正常生產、提高質量以及事故分析均具有重要意義。現有技術中，一般通過以下兩種方法測量高爐冶煉過程中的料流軌跡，一種是通過紅外攝像頭進行實時監測，第二種采用激光掃描儀進行平面二維掃描獲得料流軌跡。對于第一種方法，過紅外攝像頭清晰度和視野有限，因此限制了軌跡的精確性和完全整性；對于第二種方法，激光掃描儀在高爐內高粉塵環境下，測量能力較弱，誤差較大。因此，亟待一種新的解決方法來準確、實時、完整的測量料流軌跡。
技術實現思路
本專利技術實施例要解決的問題是不能準確、實時測量高爐內料流軌跡，提供了一種基于雷達的高爐料流軌跡測量裝置及測量方法，對料流軌跡的測量，不受粉塵濃度影響，測量精度高，能夠較精確地測量布料溜槽在轉動時的料流軌跡，并分析相應的降料類型，及時調整布料過程，提高鐵水質量。根據本專利技術的一個方面，提供了一種基于雷達的高爐料流軌跡測量裝置，所述裝置包括：天線、套筒、導波管、法蘭盤、雷達本體、通信接口和計算機；其中，所述天線、導波管和雷達本體組成測量裝置的雷達組件，用于發出和接收雷達信號；所述套筒用于固定所述雷達組件，通過法蘭盤固定導波管，從而將與導波管相連的雷達本體安裝在爐體外同時將與導波管的另一端相連的天線安裝在套筒內部；所述套筒固定在爐壁上；所述通信接口同時與雷達本體和計算機相連，用于為雷達本體提供通道以將接收的回波信號上傳給計算機；所述計算機用于對所接收的回波信號進行處理和加工，從而獲得并顯示料流軌跡。上述方案中，所述套筒固定在爐壁上，安裝位置為高爐的零料線以上、溜槽以下，盡量靠近高爐最高料位的位置。上述方案中，所述套筒固定在爐壁上，通過在爐壁上設置一個與套筒外徑相同的圓孔，將套筒插入，插入的深度與爐壁內壁面持平。上述方案中，所述法蘭盤分為兩個部分，分別為雷達法蘭盤和套筒法蘭盤，雷達法蘭盤和套筒法蘭盤間加裝金屬墊圈。上述方案中，所述裝置還包括吹掃孔，所述吹掃孔設置在套筒上，位于最大限度吹掃套筒內的空間的位置，用于在雷達工作狀態時，向套筒內吹掃惰性氣體防止高爐內的粉塵在天線上的聚。上述方案中，所述測量裝置還包括溫控材料，加裝在雷達本體外，用于將雷達本體的溫度控制在合理的溫度區間。根據本專利技術的另一個方面，還提供了一種基于雷達的高爐料流軌跡測量方法，所述方法包括如下步驟：步驟S1，當高爐的溜槽開始轉動進行布料時，雷達本體通過密閉地固定在爐壁上的天線向高爐內物料方向發射連續調頻波；步驟S2，雷達本體通過天線接收回波，得到回波信號并將回波信號上傳給計算機；步驟S3，計算機對回波信號進行計算，獲得并顯示料流軌跡。上述方案中，所述測量方法通過如權利要求1至5任一項所述的料流軌跡測量裝置實現。上述方案中，所述步驟S2中的回波信號，分為爐壁反射回波、焦炭反射回波和鐵礦石反射回波。上述方案中，所述計算機通過快速傅里葉變換FFT方法對回波信號進行處理得到頻率-時間的f-t曲線。從以上技術方案的描述中可以看出，本實施例所提供的基于雷達的高爐料流軌跡的測量裝置和測量方法，當高爐的溜槽開始轉動進行布料時，雷達本體通過密閉地固定在爐壁上的天線向高爐內物料方向發射連續調頻波；通過雷達本體通過天線接收回波，得到回波信號并將回波信號上傳給計算機；并進一步通過計算機對回波信號進行計算，獲得并顯示料流軌跡。本實施例的測量裝置和測量方法，抗高粉塵干擾能力較強，裝置安裝結構簡單，測量方法實施方便，能夠精確測量出料流的軌跡參數與種類。同時，可計算溜槽的轉動周期和漏料等故障參數，便于人工的檢測與維修，因此能夠為高爐生產提供精確的料流軌跡參數，指導現場工人合理布焦布礦，提高生產的效率和質量。附圖說明圖1是本專利技術第一實施例的基于雷達的高爐料流軌跡測量裝置位置示意圖；圖2是本專利技術第一實施例的基于雷達的高爐料流軌跡測量裝置結構示意圖；圖3是本專利技術第二實施例料流軌跡測量方法中天線所接收的回波信號分類示意圖；圖4是本專利技術第二實施例料流軌跡測量方法中所測量的一條f-t曲線。附圖標記說明：1-測量裝置；2-高爐；3-溜槽；4-漏料；5-物料；6-料面；11-天線；12-套筒、13-導波管；14-吹掃孔；15-法蘭盤；16-雷達本體；17-爐壁；18-通信接口。具體實施方式為使本專利技術要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。本專利技術實施例提供了一種基于雷達的高爐料流軌跡測量裝置及測量方法，對料流軌跡的測量，不受粉塵濃度影響，測量精度高，能夠較精確地測量布料溜槽在轉動時的料流軌跡，并分析相應的降料類型，及時調整布料過程，提高鐵水質量。下面結合附圖及具體實施例，對本專利技術做進一步說明。圖1是本專利技術第一實施例的基于雷達的高爐料流軌跡測量裝置位置示意圖。首先進行說明的是，優選的，本實施例中的雷達為調頻連續波(FrequencyModulatedContinuousWave,FMCW)雷達，但是在實際使用中，并不局限于此，只要是能對料流進行實時軌跡的跟蹤和測量即可。如圖1所示，本專利技術所述第一實施例的基于雷達的高爐料流軌跡測量裝置1位于高爐2所規定零料線的上方、溜槽3最低的下方。雷達測量裝置1照射點位于溜槽3與料面6之間部分，所述雷達用于監測物料5和可能的漏料4。在布料期間，通過分析雷達回波的頻譜特性來精確識別并形成料流的軌跡。圖2是本專利技術第一實施例的基于雷達的高爐料流軌跡測量裝置結構示意圖。本實施例優選的采用套筒的方式固定雷達。但此并不構成對本專利技術的限制，在不影響測量的前提下，也可采用其他方式對雷達進行固定。如圖2所示，本實施例所述基于雷達的高爐料流軌跡測量裝置1包括：天線11、套筒12、導波管13、吹掃孔14、法蘭盤15、雷達本體16、爐壁17、通信接口18和計算機。其中，所述天線11、導波管13和雷達本體16組成測量裝置的雷達組件，用于發出和接收雷達信號，對料流軌跡進行跟蹤。所述套筒12用于固定所述雷達組件，即用來固定天線11、導波管13和雷達本體16，同時套筒12固定在爐壁17上，安裝位置為高爐2的零料線以上、溜槽3以下，盡量靠近高爐最高料位的位置，用以減少雷達的損壞幾率，同時最大可能提高雷達的工作穩定性。套筒12通過法蘭盤15固定導波管13，從而將雷達本體16安裝在爐體外。所述法蘭盤15分為兩個部分，分別為雷達法蘭盤15-1和套筒法蘭盤15-2。優選的，雷達法蘭盤15-1和套筒法蘭盤15-2間加裝金屬墊圈，以保證氣密性和生產安全性。所述吹掃孔14設置在套筒上，可以如圖2所示位于套筒的上端中間位置，在實際中也可以設置本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種基于雷達的高爐料流軌跡測量裝置，其特征在于，所述裝置包括：天線、套筒、導波管、法蘭盤、雷達本體、通信接口和計算機；其中，所述天線、導波管和雷達本體組成測量裝置的雷達組件，用于發出和接收雷達信號；所述套筒用于固定所述雷達組件，通過法蘭盤固定導波管，從而將與導波管相連的雷達本體安裝在爐體外同時將與導波管的另一端相連的天線安裝在套筒內部；所述套筒固定在爐壁上；所述通信接口同時與雷達本體和計算機相連，用于為雷達本體提供通道以將接收的回波信號上傳給計算機；所述計算機用于對所接收的回波信號進行處理和加工，從而獲得并顯示料流軌跡。
【技術特征摘要】
1.一種基于雷達的高爐料流軌跡測量裝置，其特征在于，所述裝置包括：天線、套筒、導波管、法蘭盤、雷達本體、通信接口和計算機；其中，所述天線、導波管和雷達本體組成測量裝置的雷達組件，用于發出和接收雷達信號；所述套筒用于固定所述雷達組件，通過法蘭盤固定導波管，從而將與導波管相連的雷達本體安裝在爐體外同時將與導波管的另一端相連的天線安裝在套筒內部；所述套筒固定在爐壁上；所述通信接口同時與雷達本體和計算機相連，用于為雷達本體提供通道以將接收的回波信號上傳給計算機；所述計算機用于對所接收的回波信號進行處理和加工，從而獲得并顯示料流軌跡。2.根據權利要求1所述的料流軌跡測量裝置，其特征在于，所述套筒固定在爐壁上，安裝位置為高爐的零料線以上、溜槽以下，盡量靠近高爐最高料位的位置。3.根據權利要求1或2所述的料流軌跡測量裝置，其特征在于，所述套筒固定在爐壁上，通過在爐壁上設置一個與套筒外徑相同的圓孔，將套筒插入，插入的深度與爐壁內壁面持平。4.根據權利要求1所述的料流軌跡測量裝置，其特征在于，所述法蘭盤分為兩個部分，分別為雷達法蘭盤和套筒法蘭盤，雷達法蘭盤和套筒法蘭盤間加裝金屬墊圈。5.根據權利要求1所述的料流軌跡測量...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳先中，易超，侯慶文，
申請(專利權)人：北京科技大學，
類型：發明
國別省市：北京,11
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