[发明专利]一种机电分离的高炉雷达扫描装置

说明书

本发明提供一种机电分离的高炉雷达扫描装置，属于高炉料面监测技术领域。目的是提供一种机电分离的高炉雷达扫描装置，将扫描雷达的机械运动结构与射频源及信号处理模块等电子元器件相隔离，以达到雷达天线扫描测量过程中射频源与信号处理板能够稳定运行的目的。高炉雷达扫描装置，包括雷达天线、天线喇叭、电机、射频同轴电缆、信号处理板模块，所述雷达天线连接天线喇叭，电机用于驱动雷达天线及天线喇叭往复摆动，雷达天线与信号处理板模块通过射频同轴电缆连接。

技术领域

本发明提供了一种机电分离设计的高炉雷达扫描装置，特别涉及到高炉料面监测领域中。

背景技术

钢铁工业是国家工业发展的重要的基础部门，是发展国民经济与国防建设的物质基础。高炉炼铁是钢铁工业系统中最重要的环节之一，但由于高炉炼铁是一个封闭的、不断添加炉料的连续冶炼过程，长期以来高炉冶炼生产状态下的高炉料面监测一直是一个难题。而采用先进技术，准确测量高炉内部生产状态下的料面变化情况，在一定程度上能够反映高炉内部的冶炼状态，从而指导现场操作人员优化高炉生产过程参数，对于提高高炉冶炼质量、降低冶炼燃料比、减少能源消耗和污染物的排放有着十分重要的意义。

由于高炉内部的高温、高压、强粉尘的恶劣环境，目前国内各大钢铁公司逐渐采用了雷达微波测量的方式来监测高炉内部料面的变化情况，主要包括两种：雷达探尺和多点阵列雷达。

雷达探尺采用高频微波脉冲信号对高炉料面实时测量，高频脉冲信号具有方向性好、抗干扰能力强、非接触以及实时在线测量等特点，但是目前所采用的单点雷达探尺只能测量料面单点高度变化信息，不能得出整个料线的形状变化。

多点阵列雷达利用在高炉顶端的不同位置开多个雷达探测孔，每个探测孔安装一个测距雷达。而根据高炉的大小以及高炉正常生产的炉况变化情况决定开孔数量，在不影响高炉炉体强度和高炉使用寿命的前提下尽可能保证所测点数能够大致仿真出高炉料面的形状。但由于多点雷达即在高炉顶部安装多个单点雷达对整个料面的多个测量点进行实时监测，缺点是高炉顶部打孔过多，且无法在高炉顶部的一条径向上安装多个雷达，从而无法测量一条径向上的料面变化情况。

中国专利CN201320863024.0《一种高炉雷达探尺系统》发明了一种安装在高炉顶部的高炉雷达探尺系统，通过将微波的发射器和接收器与高炉内部环境隔离，解决了粉尘遮挡发射源的情况，实现了高精确度的非接触式测量。但是由于其只能实时监测高炉内部某一个测量点的料面高度变化情况，无法探测整体的料面变化情况。

中国专利CN201210454360.X《一种基于MIMO的高炉雷达测量料面的装置》，利用MIMO雷达的稀疏天线阵列以及近场高分辨率成像算法来得到高炉内整个料面的三维信息。但其成本过高，天线阵列获取雷达回波信号的处理时间较长且近场高分辨成像算法较为复杂无法满足高炉现场实时监测的需求。

中国专利CN201210404903.7《一种新型测量高炉料面形状的机械式扫描雷达装置》提出了一种基于万向球云台的高炉三维料面检测装置。可以让雷达天线深入到高炉内部，通过天线的移动加旋转实现对高炉料面全覆盖的微波扫描与三维成像。但由于其雷达的发射器与接收器安装在天线顶端，随天线的扫描运动而往复运动，增加了系统的故障率。且由于发射器与接收器密闭在套筒内部，无法实现雷达的实时在线维护。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种机电分离的高炉雷达扫描装置，将扫描雷达的机械运动结构与射频源及信号处理模块等电子元器件相隔离，以达到雷达天线扫描测量过程中射频源与信号处理板能够稳定运行的目的。

为解决上述技术问题，本发明的具体技术方案为，机电分离的高炉雷达扫描装置，包括雷达天线、天线喇叭，所述高炉雷达扫描装置还包括电机、射频同轴电缆、信号处理板模块，所述雷达天线连接天线喇叭，电机用于驱动雷达天线及天线喇叭往复摆动，雷达天线与信号处理板模块通过射频同轴电缆连接。