[发明专利]以激光测距技术量测高炉料面外形及料流轨迹的方法

权利要求书

1. 一种以激光测距技术量测高炉料面外形的方法，其特征在于主要是使用一部激光扫描仪装设于高炉的料面上方处，以及一部至少内建点群分析程序的电脑，该电脑并电性连接该激光扫描仪，执行以下的步骤：

以激光扫描手段取得高炉内部资料点群资料的步骤，是以激光扫描仪对高炉内进行空间扫描，取得高炉内部表面点群的资料，再传输至电脑中；以及

以上述点群资料重建高炉料面模型的步骤，是由电脑内建的点群分析程序依据上述点群资料重建出高炉内部的模型，而完成高炉料面形状的量测。

2. 根据权利要求1所述的以激光测距技术量测高炉料面外形的方法，其特征在于其中是令该激光扫描仪倾斜装设于高炉炉喉上方的入孔处。

3. 根据权利要求1或2所述的以激光测距技术量测高炉料面外形的方法，其特征在于其中所述的电脑尚内建有座标系统转换校正程序，利用该座标系统转换校正程序提供的座标系统转换手段将上述资料点群的座标系统转换为符合高炉世界座标系统资料点群的资料，再为电脑的点群分析程序以上述资料点的资料重建该高炉内部的三维模型。

4. 根据权利要求3所述的以激光测距技术量测高炉料面外形的方法，其特征在于其中所述的座标转换方法是定义炉体座标系统与激光扫描仪座标系统之间的关系由炉体主轴向量描述之，由炉体主轴向量可求出旋转轴K与旋转角度θ，再将所有的量测点Q绕向量K转动-θ，使其符合方程式：Q′＝(Q·K)K(1-cosθ)+Qcosθ-(K×Q)sinθ，将上述资料点转换至世界座标系统。

5. 根据权利要求4所述的以激光测距技术量测高炉料面外形的方法，其特征在于其中所述的炉体主轴向量的取得，是分别求出上下两截圆的圆心，以该两圆心的连线作为炉体主轴向量。

6. 根据权利要求2所述的以激光测距技术量测高炉料面外形的方法，其特征在于其中所述的方法尚使用一电子式水平仪设于该激光扫描仪上为基础，直接量测出激光扫描仪的倾斜角θ，该电脑尚内建有座标系统转换校正程序，用以将激光扫描仪取得的上述资料点群座标系统转换为符合高炉世界座标系统资料点群的三维资料，再为电脑的点群分析程序以上述资料点的三维资料重建该高炉内部的三维模型。

7. 根据权利要求1或2所述的以激光测距技术量测高炉料面外形的方法，其特征在于其中所述的电脑通过内建点群分析程重建高炉内部的三维模型时，并进一步分割出属于炉壁部份的资料点，进而在三维模型中分离出料面的形状。

8. 根据权利要求7所述的以激光测距技术量测高炉料面外形的方法，其特征在于其中所述的电脑内建的点群分析程序利用炉体的资料点群拟合出圆锥方程式(Z-Z_C)²＝a²((X-X_C)²+(Y-Y_C)²)，并加以判断，用以从量测结果中剔除与圆锥体相当靠近的资料点，截取出属于料面的点群。

9. 根据权利要求8所述的以激光测距技术量测高炉料面外形的方法，其特征在于其中所述的电脑内建的点群分析程序进一步利用上述料面点群为基础，计算出炉内各个不同位置所有焦炭厚度与铁矿厚度之比：从而由铁矿/焦炭比得知高温气流在高炉内的分布情形，用以评估高炉操作是否稳定。

10. 根据权利要求8所述的以激光测距技术量测高炉料面外形的方法，其特征在于其中所述的电脑内建的点群分析程序进一步利用上述料面点群为基础，计算未压缩焦炭料层的体积V1，以及经压缩后的焦炭与铁矿的体积和V2，铁矿的体积已知为Vo，则被压缩的焦炭体积可表示为V2-Vo，其压缩率则为V1-V2+VoV1.]]>