[发明专利]用于高炉料面成像的3D雷达扫描器以及高炉料面检测系统

说明书

本发明提供一种用于高炉料面成像的3D雷达扫描器以及高炉料面检测系统，该3D雷达扫描器包括安装于高炉顶部的基座构件、高温隔离罩构件以及多维度的雷达构件，基座构件包括基座护管和基座法兰；高温隔离罩构件包括隔离罩护管、隔温板和隔离罩法兰；雷达构件包括雷达法兰、连线盒、吊臂、多维度机械臂以及雷达测距单元。该高炉料面检测系统，包括：至少一个如上述的3D雷达扫描器和上位机。本发明能够对高炉内料面形状的连续性测量，为炼铁工作者调整高炉装料工艺提供了可视化数据依据，具有很高的经济效益。

技术领域

本发明涉及雷达物位扫描仪领域，具体涉及一种用于高炉料面成像的3D雷达扫描器以及高炉料面检测系统。

背景技术

高炉生产是钢铁冶炼的重要环节，高炉内部料面具有良好的形态对提高生产效率、降低燃烧比具有重要意义。然而高炉内部工作环境极其恶劣：温度高、有压力、粉尘大、并且内部煤气浓度高含有粘附性焦油，给料面测量带来了非常大的困难。

若要控制高炉料面的均匀分布，就需要清楚的了解高炉内料面的分布状态。目前对高炉料面检测的方式多数采用单个点的检测控制，例如机械探尺、雷达探尺、炉窑视频检测系统以及红外成像技术。其中，雷达探尺和机械探尺虽然准确可靠，但是二者不能遍历高炉料面的每一点，而高炉内料面分布不均，使得测量的数据不能反映整个料面分布情况。而炉窑视频监测系统在高温下可以看见炉内的布料状态、炉内火焰和炉边火焰的发展情况，但在光线较暗、料位很低时，看不见炉内的布料情况。而红外成像技术是对料面表面的红外图像进行分析，通过检测炉料面的温度分布来间接推算高炉料面的分布，其可以根据像素值和像素之间的关系构造三维图像，全面反映炉顶料面形状，但是在低温区效果不好。目前的上述的高炉料面检测方式都有一定的局限性。

发明内容

本发明的目的是提供一种高炉料用于高炉料面成像的3D雷达扫描器，可安装于高炉顶部，通过多维度的雷达构件可测量高炉内不同位置的料面数据；该3D雷达扫描器的基座构件能够防止炉内灰尘进入基座护管，进而影响雷达构件的测量准确性；该3D雷达扫描器的能够通过冷气进行冷却降温，使得雷达构件在炉内高温环境下也能正常工作。

本发明的另一目的在于提供一种高炉料面检测系统，通过对高炉内多个不同位置的料位测量，并通过软件进行数学建模获取高炉内料面的3D图像，以及获取料面每个点的坐标及高度信息。对高炉内物料形状、炉壁是否挂料、入料是否均匀、炉内物料最高、最低、平均料位等技术参数进行监测。进而控制布料槽进行布料，使炉内布料更加均匀。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的一方面，提供了一种用于高炉料面成像的3D雷达扫描器，所述3D雷达扫描器包括安装于高炉顶部的基座构件、高温隔离罩构件以及多维度的雷达构件，

所述基座构件包括基座护管和基座法兰，所述基座护管一端连通所述高炉，另一端固定连接所述基座法兰，所述基座护管上设置有至少一个第一进气口；

所述高温隔离罩构件包括隔离罩护管、隔温板和隔离罩法兰，所述隔离罩护管位于所述基座护管内，其靠近高炉的一端设有所述隔温板，在所述隔温板上设有多个排气口，所述隔离罩护管另一端连接所述隔离罩法兰，所述隔离罩法兰固定连接在所述基座法兰上方；

所述雷达构件包括雷达法兰、连线盒、吊臂、多维度机械臂、透波防尘罩以及雷达测距单元，所述雷达法兰为盲法兰，其固定在所述隔离罩法兰的上方，所述连线盒安装在所述雷达法兰的外侧，所述吊臂为中空管体，所述吊臂一端连接所述雷达法兰，另一端连接所述多维度机械臂，所述多维度机械臂能够在水平方向和竖直方向上做回转往复运动，所述雷达测距单元安装于所述多维度机械臂上，所述多维度机械臂和雷达测距单元位于所述透波防尘罩内，所述透波防尘罩位于隔离罩护管内，所述透波防尘罩的末端设有多个排气孔；其中，所述雷达法兰上还设有两个第二进气口，一个所述第二进气口连通所述隔离罩护管，另一个所述第二进气口通过管道连通所述吊臂的管体，进而连通所述透波防尘罩。