專(zhuān)利名稱(chēng)：料流寬度的量測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種量測(cè)方法，特別涉及ー種料流寬度的量測(cè)方法。
背景技術(shù)：
高爐的布料操作模式影響料層結(jié)構(gòu)與爐氣分布，如能提供布料槽在各角度落料時(shí)，料流的外緣曲線便能夠定義出料流寬度與料流的中心線，借以了解料流的落點(diǎn)信息，并協(xié)助現(xiàn)場(chǎng)操作人員控制料面的幾何形狀，進(jìn)而改善料面的透氣性、增加氣 體的使用率、穩(wěn)定爐壁的熱負(fù)荷。料流軌跡量測(cè)多在高爐開(kāi)爐前填充料調(diào)查作業(yè)中進(jìn)行，過(guò)去料流軌跡的量測(cè)方法有下列幾種，一種是采用金屬橫桿打擊法，此做法是先在金屬橫桿上等間隔涂上油漆，作為尺寸的參考依據(jù)，再將金屬橫桿伸入于高爐內(nèi)，當(dāng)落料打擊到橫桿時(shí)，再將金屬橫桿抽出，以便得知落料的落點(diǎn)在金屬橫桿上的位置。另ー種則為十字網(wǎng)路格架量測(cè)法，該方法是在高爐內(nèi)架設(shè)十字網(wǎng)路，以當(dāng)作坐標(biāo)的基準(zhǔn)，借以了解落料的位置，不過(guò)，該方法需要支撐架來(lái)固定十字網(wǎng)路，所以當(dāng)布料槽橫越支撐架時(shí)，落料會(huì)與支撐架直接碰觸，進(jìn)而影響現(xiàn)場(chǎng)的落點(diǎn)位置；此外，還有ー種方法是在高爐零位線的位置安置一接料盒，以所承接的料重來(lái)決定爐料軌跡；再者，又有ー種方法是發(fā)展出一量測(cè)桿，量測(cè)桿于爐外連接ー負(fù)載偵測(cè)器，以及相關(guān)的紀(jì)錄系統(tǒng)，下料時(shí)，爐料會(huì)撞擊爐內(nèi)的量測(cè)桿，借以在不同位置產(chǎn)生不同強(qiáng)度的荷重信號(hào)，操作人員依此來(lái)決定落點(diǎn)進(jìn)而模擬出料流軌跡；然而上述量測(cè)方法均屬接觸式，不但會(huì)衍生出エ安上的問(wèn)題，且精確度也不理想，相對(duì)影響其量測(cè)的作業(yè)效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一目的是提供一種可提高生產(chǎn)效率的料流寬度的量測(cè)方法。本發(fā)明料流寬度的量測(cè)方法，用于將ー個(gè)可發(fā)射出多個(gè)激光掃描面的激光測(cè)距儀設(shè)置于ー個(gè)高爐上方，而該激光測(cè)距儀并與ー個(gè)計(jì)算機(jī)電連接，該量測(cè)方法包括有ー個(gè)掃描步驟及一個(gè)計(jì)算步驟。該掃描步驟利用該激光測(cè)距儀對(duì)ー個(gè)布料槽落下的料流進(jìn)行三維空間掃描，使該激光測(cè)距儀的多個(gè)激光掃描面與該料流相交而形成有多個(gè)近端軌跡點(diǎn)群與多個(gè)遠(yuǎn)端軌跡點(diǎn)群，并且將所述近端軌跡點(diǎn)群與所述遠(yuǎn)端軌跡點(diǎn)群傳輸至該計(jì)算機(jī)中。該計(jì)算步驟重疊所述近端軌跡點(diǎn)群而計(jì)算出一條近端料流曲線，重疊所述遠(yuǎn)端軌跡點(diǎn)群而計(jì)算出一條遠(yuǎn)端料流曲線，接著，利用該近端料流曲線與遠(yuǎn)端料流曲線計(jì)算出該料流的寬度。較佳地，前述的料流寬度的量測(cè)方法，其中該布料槽沿著該高爐的中心線旋轉(zhuǎn)，并且對(duì)該高爐內(nèi)進(jìn)行布料，且使該布料槽噴出的料流在ー個(gè)接近該激光測(cè)距儀的近端位置及一個(gè)遠(yuǎn)離該激光測(cè)距儀的遠(yuǎn)端位置之間旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，并通過(guò)該激光測(cè)距儀測(cè)得所述近端軌跡點(diǎn)群與所述遠(yuǎn)端軌跡點(diǎn)群。較佳地，前述的料流寬度的量測(cè)方法，其中該計(jì)算機(jī)能夠?qū)⑺鼋塑壽E點(diǎn)群與所述遠(yuǎn)端軌跡點(diǎn)群轉(zhuǎn)換成在以該高爐為基準(zhǔn)的坐標(biāo)系統(tǒng)中的曲線。較佳地，前述的料流寬度的量測(cè)方法，其中在該計(jì)算步驟中，重疊所述近端軌跡點(diǎn)群與所述遠(yuǎn)端軌跡點(diǎn)群，并濾除該激光測(cè)距儀于該布料槽、高爐的爐壁與料面所掃描的點(diǎn)群。較佳地，前述的料流寬度的量測(cè)方法，其中在該計(jì)算步驟中，每ー近端軌跡點(diǎn)群具有多個(gè)近端料流數(shù)據(jù)點(diǎn)，在所述近端軌跡點(diǎn)群中擷取接近該高爐的爐壁的近端料流數(shù)據(jù)點(diǎn)，并計(jì)算出該近端料流曲線。較佳地，前述的料流寬度的量測(cè)方法，其中在該計(jì)算步驟中，每ー遠(yuǎn)端軌跡點(diǎn)群具有多個(gè)遠(yuǎn)端料流數(shù)據(jù)點(diǎn)，在所述遠(yuǎn)端軌跡點(diǎn)群中擷取接近該高爐的爐壁的遠(yuǎn)端料流數(shù)據(jù)點(diǎn)，并計(jì)算出該遠(yuǎn)端料流曲線。較佳地，前述的料流寬度的量測(cè)方法，其中在該計(jì)算步驟中，將該遠(yuǎn)端料流曲線沿 該高爐的中心線予以反轉(zhuǎn)而形成一反轉(zhuǎn)遠(yuǎn)端料流曲線，接著再計(jì)算該反轉(zhuǎn)遠(yuǎn)端料流曲線與該近端料流曲線間的水平間距并將該水平間距定義為該料流的寬度。較佳地，前述的料流寬度的量測(cè)方法，其中在該計(jì)算步驟中，該激光測(cè)距儀的多個(gè)激光掃描面的垂直掃描范圍的角度為0°至80°。本發(fā)明的有益效果在于，利用該激光測(cè)距儀對(duì)該料流進(jìn)行量測(cè)掃描，而能夠獲得該料流的近端與遠(yuǎn)端軌跡點(diǎn)群，并同時(shí)利用計(jì)算機(jī)計(jì)算出近端料流曲線與遠(yuǎn)端料流曲線，進(jìn)而能夠獲知該料流的寬度而了解該料流的落點(diǎn)位置，借此提升該高爐的生產(chǎn)效率。


圖I是一流程圖，說(shuō)明本發(fā)明料流寬度的量測(cè)方法的一較佳實(shí)施例；圖2是ー示意圖，說(shuō)明激光測(cè)距儀設(shè)置在高爐的態(tài)樣；圖3是ー示意圖，說(shuō)明該較佳實(shí)施例的料流于近端位置的態(tài)樣；圖4是ー示意圖，說(shuō)明該較佳實(shí)施例的料流于遠(yuǎn)端位置的態(tài)樣；及圖5是ー示意圖，說(shuō)明該較佳實(shí)施例所計(jì)算出的近端料流曲線與反轉(zhuǎn)遠(yuǎn)端料流曲線。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖以及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。參閱圖I、圖2，為本發(fā)明料流寬度的量測(cè)方法一較佳實(shí)施例，適用于將一可發(fā)射出多個(gè)激光掃描面的激光測(cè)距儀301設(shè)置于一高爐302上方(即高爐ロ位置處)，而該激光測(cè)距儀301并電連接一計(jì)算機(jī)(圖未示)，而且該激光測(cè)距儀的多個(gè)激光掃描面的垂直掃描范圍的角度為0°至80°。該量測(cè)方法包括ー掃描步驟201及ー計(jì)算步驟202。該掃描步驟201利用該激光測(cè)距儀301對(duì)一布料槽303落下的料流進(jìn)行三維空間掃描，而該布料槽303沿該高爐302的中心線(即X軸線)旋轉(zhuǎn)，并且對(duì)該高爐302內(nèi)進(jìn)行布料，使該布料槽303噴出的料流在一接近該激光測(cè)距儀301的近端位置及ー遠(yuǎn)離該激光測(cè)距儀301的遠(yuǎn)端位置間旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，當(dāng)該布料槽303噴出的料流如圖3所示在近端位置吋，該激光測(cè)距儀301的多個(gè)激光掃描面與該布料槽303的料流相交形成有多個(gè)近端軌跡點(diǎn)群，當(dāng)該布料槽303噴出的料流如圖4所示在遠(yuǎn)端位置吋，該激光測(cè)距儀301的多個(gè)激光掃描面與該布料槽303的料流相交形成有多個(gè)遠(yuǎn)端軌跡點(diǎn)群，接著，再將所述近端軌跡點(diǎn)群與所述遠(yuǎn)端軌跡點(diǎn)群傳輸至該計(jì)算機(jī)中，值得ー提的是，該計(jì)算機(jī)能夠?qū)⑺鼋塑壽E點(diǎn)群與遠(yuǎn)端軌跡點(diǎn)群轉(zhuǎn)換成在一如圖2所示的坐標(biāo)系統(tǒng)中的曲線，其中該X軸是以該高爐302的中心為基準(zhǔn)。續(xù)參閱圖I、圖2、圖5，在該計(jì)算步驟202中，重疊所述近端軌跡點(diǎn)群與遠(yuǎn)端軌跡點(diǎn)群，并且濾除該激光測(cè)距儀301于如圖2所示的布料槽303、高爐302的爐壁與料面所掃描的點(diǎn)群，其中，姆ー近端軌跡點(diǎn)群具有多個(gè)近端料流數(shù)據(jù)點(diǎn)，在所述近端軌跡點(diǎn)群之中擷取接近該高爐的爐壁的近端料流數(shù)據(jù)點(diǎn)，并借以計(jì)算出如圖5所示的近端料流曲線LI，每ー遠(yuǎn)端軌跡點(diǎn)群具有多個(gè)遠(yuǎn)端料流數(shù)據(jù)點(diǎn)，在所述遠(yuǎn)端軌跡點(diǎn)群中擷取接近該高爐的爐壁的遠(yuǎn)端料流數(shù)據(jù)點(diǎn)，并借以計(jì)算出該遠(yuǎn)端料流曲線(圖未示)，接著，再將該遠(yuǎn)端料流曲線沿該高爐302的中心線(即X軸)予以反轉(zhuǎn)而形成如圖5所示的一反轉(zhuǎn)遠(yuǎn)端料流曲線L2，再 利用該反轉(zhuǎn)遠(yuǎn)端料流曲線L2與該近端料流曲線LI計(jì)算出兩者間的水平間距并定義為該料流的寬度H，同時(shí)計(jì)算該近端料流曲線LI與該反轉(zhuǎn)遠(yuǎn)端料流曲線L2的一料流中心線L3。其中，由近端料流數(shù)據(jù)點(diǎn)組成的近端軌跡點(diǎn)群在轉(zhuǎn)換成近端料流曲線時(shí)采用了曲線擬合方法，同理，在計(jì)算遠(yuǎn)端料流曲線時(shí)也使用上述曲線擬合方法。雖然在已超出量測(cè)范圍的區(qū)域沒(méi)有量測(cè)數(shù)據(jù)，但此部分的料流軌跡仍可以以擬合的曲線來(lái)代表。由于現(xiàn)場(chǎng)人員需要的落點(diǎn)位置大部分是在有量測(cè)數(shù)據(jù)的區(qū)域所對(duì)應(yīng)的擬合曲線的最高點(diǎn)之下，因而沒(méi)有量測(cè)數(shù)據(jù)的區(qū)域?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)人員的布料模式的訂定并沒(méi)有大大的影響。從圖5中可看出料流寬度在各個(gè)高度的變化，特別地，本發(fā)明優(yōu)選的料流中心線L3是以近端料流曲線為1/3，遠(yuǎn)端料流曲線為2/3的比例繪制出的，可用以代表料流在空間中的軌跡。綜上所述，利用該激光測(cè)距儀301對(duì)該布料槽303所流出的料流進(jìn)行量測(cè)掃描，而能夠獲得該料流的近端與遠(yuǎn)端軌跡點(diǎn)群，并同時(shí)利用該計(jì)算機(jī)計(jì)算出近端料流曲線LI與反轉(zhuǎn)遠(yuǎn)端料流曲線L2，進(jìn)而能夠獲知該料流的寬度H而了解該料流的落點(diǎn)位置，借此能提升該高爐302的生產(chǎn)效率。
權(quán)利要求
1.ー種料流寬度的量測(cè)方法，用于將ー個(gè)能發(fā)射出多個(gè)激光掃描面的激光測(cè)距儀設(shè)置于ー個(gè)高爐上方，而該激光測(cè)距儀與一個(gè)計(jì)算機(jī)電連接，其特征在干，該量測(cè)方法包括下列步驟 ー個(gè)掃描步驟，利用該激光測(cè)距儀對(duì)ー個(gè)布料槽落下的料流進(jìn)行三維空間掃描，使該激光測(cè)距儀的多個(gè)激光掃描面與該料流相交而形成有多個(gè)近端軌跡點(diǎn)群與多個(gè)遠(yuǎn)端軌跡點(diǎn)群，并且將所述近端軌跡點(diǎn)群與所述遠(yuǎn)端軌跡點(diǎn)群傳輸至該計(jì)算機(jī)中；及 ー個(gè)計(jì)算步驟，重疊所述近端軌跡點(diǎn)群而計(jì)算出一條近端料流曲線，重疊所述遠(yuǎn)端軌跡點(diǎn)群而計(jì)算出一條遠(yuǎn)端料流曲線，接著，利用該近端料流曲線與該遠(yuǎn)端料流曲線計(jì)算出該料流的寬度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的料流寬度的量測(cè)方法，其特征在干，于該掃描步驟中，該布料槽沿著該高爐的中心線旋轉(zhuǎn)，并且對(duì)該高爐內(nèi)進(jìn)行布料，且使該布料槽噴出的料流在ー個(gè)接近該激光測(cè)距儀的近端位置及一個(gè)遠(yuǎn)離該激光測(cè)距儀的遠(yuǎn)端位置之間旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，并通過(guò)該激光測(cè)距儀測(cè)得所述近端軌跡點(diǎn)群與所述遠(yuǎn)端軌跡點(diǎn)群。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的料流寬度的量測(cè)方法，其特征在干，該計(jì)算機(jī)能夠?qū)⑺鼋塑壽E點(diǎn)群與所述遠(yuǎn)端軌跡點(diǎn)群轉(zhuǎn)換成在以該高爐為基準(zhǔn)的坐標(biāo)系統(tǒng)中的曲線。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的料流寬度的量測(cè)方法，其特征在于，在該計(jì)算步驟中，重疊所述近端軌跡點(diǎn)群與所述遠(yuǎn)端軌跡點(diǎn)群，并濾除該激光測(cè)距儀于該布料槽、該高爐的爐壁與料面所掃描的點(diǎn)群。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的料流寬度的量測(cè)方法，其特征在于，在該計(jì)算步驟中，每ー近端軌跡點(diǎn)群具有多個(gè)近端料流數(shù)據(jù)點(diǎn)，在所述近端軌跡點(diǎn)群中擷取接近該高爐的爐壁的近端料流數(shù)據(jù)點(diǎn)，并計(jì)算出該近端料流曲線。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的料流寬度的量測(cè)方法，其特征在于，在該計(jì)算步驟中，每ー遠(yuǎn)端軌跡點(diǎn)群具有多個(gè)遠(yuǎn)端料流數(shù)據(jù)點(diǎn)，在所述遠(yuǎn)端軌跡點(diǎn)群中擷取接近該高爐的爐壁的遠(yuǎn)端料流數(shù)據(jù)點(diǎn)，并計(jì)算出該遠(yuǎn)端料流曲線。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的料流寬度的量測(cè)方法，其特征在于，在該計(jì)算步驟中，將該遠(yuǎn)端料流曲線沿該高爐的中心線予以反轉(zhuǎn)而形成一反轉(zhuǎn)遠(yuǎn)端料流曲線，接著再計(jì)算該反轉(zhuǎn)遠(yuǎn)端料流曲線與該近端料流曲線間的水平間距并將該水平間距定義為該料流的寬度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的料流寬度的量測(cè)方法，其特征在于，在該計(jì)算步驟中，該激光測(cè)距儀的多個(gè)激光掃描面的垂直掃描范圍的角度為0°至80°。
全文摘要
一種料流寬度的量測(cè)方法，用于將一可發(fā)射出多個(gè)激光掃描面的激光測(cè)距儀設(shè)置于一高爐上方，該激光測(cè)距儀并與一計(jì)算機(jī)電連接，該量測(cè)方法包括一掃描步驟及一計(jì)算步驟，該掃描步驟利用該激光測(cè)距儀對(duì)一布料槽落下的料流進(jìn)行掃描，使該激光測(cè)距儀的多個(gè)激光掃描面與該料流相交而形成有多個(gè)近端軌跡點(diǎn)群與多個(gè)遠(yuǎn)端軌跡點(diǎn)群，并且傳輸至一計(jì)算機(jī)中；該計(jì)算步驟重疊所述近端軌跡點(diǎn)群與遠(yuǎn)端軌跡點(diǎn)群而計(jì)算出一遠(yuǎn)端料流曲線及一近端料流曲線，并利用該近端料流曲線與遠(yuǎn)端料流曲線計(jì)算出該料流的寬度，以獲知該料流的寬度，進(jìn)而供了解該料流的落點(diǎn)位置，借此能提升高爐的生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)C21B7/24GK102676721SQ20111005769
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2011年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月10日
發(fā)明者杜憲文, 郭士綱, 陳彥廷 申請(qǐng)人:中國(guó)鋼鐵股份有限公司