[发明专利]一种基于高炉雷达数据的料层分布可视化方法

说明书

技术领域

本发明涉及高炉炼铁控制技术领域，特别是指一种基于高炉雷达数据的料层分布可视化方法。

背景技术

高炉料层分布与高炉内的煤气流分布、燃料比等有直接关系，是高炉操作人员判断炉况效率和准确性的重要依据，关系到炉况是否顺行，最终影响到高炉冶炼指标。随着计算机技术的发展，高炉可视化已成为一种掌握料层状况、调节布料矩阵等参数的可靠手段。因此，研究高炉可视化，及时发现料面料层变化情况对高炉生产的稳定和安全具有重要意义。

中国专利CN200710064497.3《高炉料面形状动态立体监测系统和检测方法》采用在高炉炉顶安装以渐开线分布的多台雷达对料面形状进行检测，再以料面高度数据为基准拟合动态的料面曲线。该方法研究了利用多雷达检测高炉料面形状的方法，可以获取料面的形状，没有料层分布及其运动趋势的分析方法。

中国专利CN201010290782.9《一种基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统》采用高炉雷达和机械探尺获取的料面信息，十字测温热电偶获得料面上方的温度信息进行多源异构数据融合，形成准确的料面形状。该专利利用有限的雷达测量数据，配合探尺数据和十字测温数据，以及长期的布料经验，达到贴近真实料面的效果，改善了料面成像精度。但该发明只提出了一种料面形状的估计方法，无料层信息及可视化分析方法。

中国专利CN201110125524.X《基于多点雷达数据的无料钟高炉炉顶布料闭环控制方法》，其特点是：利用多点雷达数据和布料模型估计料面形状；建立矿焦比分布数学模型，并代替煤气流分布；根据炉况信息建立期望矿焦比分布数学模型；在利用多点雷达数据建立的布料模型基础上，设置最优布料矩阵，使下次布料后的矿焦比分布达到期望；最后实现闭环控制及合理煤气流分布的目的。

以上专利的不断改进，可以准确绘制出料面形状，但未利用雷达实测数据进一步深入给出料层的可视化分布。

美国专利US 4322627《Apparatus For Monitoring The Surface Of Charge Of A Shaft Furnace》采用在高炉炉顶安装遥测光学辐射激光发射器，利用激光扫描料面获取信息，进而绘制出料面三维图像。但该专利只利用单一激光方法绘制料面，并没有开展料层下降模型方面的研究。

美国专利US2014333752(A1)《System and Method For On-line Measuring A Burden Surface In A Blast Furnace》同时采用多个激光发射器和视频摄像机获取料面信息，其特点是可以获取料面大量且准确的实际检测点数据，进而绘制出准确的料面形状。

以上专利利用激光发射器或视频摄像机获取料面信息，但易受到高炉内部复杂环境的影响，而造成实测数据的不准确，同时仍然未研究料层的分布情况。

综上所述，现有的各种高炉可视化方法只研究料面形状等信息，没有对高炉料层的运行状态和趋势进行可视化的方法研究。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于高炉雷达数据的料层分布可视化方法，以解决现有技术所存在的没有对高炉料层的运行状态和趋势进行可视化的方法研究的问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种基于高炉雷达数据的料层分布可视化方法，包括:

S1、通过高炉雷达获取各测量点的测量数据；

S2、对获取到的测量数据进行预处理，根据预处理后的测量数据得到降料期间的料面下降速度；

S3、基于得到的降料期间的料面下降速度，推算料层下降速度；

S4、基于推算出的料层下降速度，得到料层分布；

S5、在时间、径向、高度三个维度上对料层分布趋势进行拟合，得到在时间-径向-高度上的三维料层分布可视化图形。

进一步地，所述三维料层通过任意剖面的可视化方法展现料层运动形状；

在时间-高度二维剖面上显示跟踪料面的相关信息，所述料面的相关信息包括：加料和降料时间的料面信息、料面上各点下降速度；

在时间-高度二维剖面上还显示跟踪某一料层的动态变化，所述料层的动态变化包括：剖面后的料层位置信息、料层下降速度的变化；

在径向-高度二维剖面上显示跟踪某一个料层的相关信息，所述料层的相关信息包括：剖面后的料线信息、料线形状的变化、料线上各点下降速度；

在径向-高度二维剖面上还显示跟踪料层分布的动态变化，所述料层分布的动态变化包括：剖面后料层分布信息、矿焦层厚度、各料层的矿焦比。