專利名稱：料流寬度的量測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種量測方法，特別涉及ー種料流寬度的量測方法。
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，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信息，并協(xié)助現(xiàn)場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。料流軌跡量測多在高爐開爐前填充料調(diào)查作業(yè)中進(jìn)行，過去料流軌跡的量測方法有下列幾種，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，再將金屬橫桿抽出，以便得知落料的落點在金屬橫桿上的位置。另ー種則為十字網(wǎng)路格架量測法，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，該方法需要支撐架來固定十字網(wǎng)路，所以當(dāng)布料槽橫越支撐架時，落料會與支撐架直接碰觸，進(jìn)而影響現(xiàn)場的落點位置；此外，還有ー種方法是在高爐零位線的位置安置一接料盒，以所承接的料重來決定爐料軌跡；再者，又有ー種方法是發(fā)展出一量測桿，量測桿于爐外連接ー負(fù)載偵測器，以及相關(guān)的紀(jì)錄系統(tǒng)，下料時，爐料會撞擊爐內(nèi)的量測桿，借以在不同位置產(chǎn)生不同強度的荷重信號，操作人員依此來決定落點進(jìn)而模擬出料流軌跡；然而上述量測方法均屬接觸式，不但會衍生出エ安上的問題，且精確度也不理想，相對影響其量測的作業(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方法。本發(fā)明料流寬度的量測方法，用于將ー個可發(fā)射出多個激光掃描面的激光測距儀設(shè)置于ー個高爐上方，而該激光測距儀并與ー個計算機電連接，該量測方法包括有ー個掃描步驟及一個計算步驟。該掃描步驟利用該激光測距儀對ー個布料槽落下的料流進(jìn)行三維空間掃描，使該激光測距儀的多個激光掃描面與該料流相交而形成有多個近端軌跡點群與多個遠(yuǎn)端軌跡點群，并且將所述近端軌跡點群與所述遠(yuǎn)端軌跡點群傳輸至該計算機中。該計算步驟重疊所述近端軌跡點群而計算出一條近端料流曲線，重疊所述遠(yuǎn)端軌跡點群而計算出一條遠(yuǎn)端料流曲線，接著，利用該近端料流曲線與遠(yuǎn)端料流曲線計算出該料流的寬度。較佳地，前述的料流寬度的量測方法，其中該布料槽沿著該高爐的中心線旋轉(zhuǎn)，并且對該高爐內(nèi)進(jìn)行布料，且使該布料槽噴出的料流在ー個接近該激光測距儀的近端位置及一個遠(yuǎn)離該激光測距儀的遠(yuǎn)端位置之間旋轉(zhuǎn)移動，并通過該激光測距儀測得所述近端軌跡點群與所述遠(yuǎn)端軌跡點群。較佳地，前述的料流寬度的量測方法，其中該計算機能夠?qū)⑺鼋塑壽E點群與所述遠(yuǎn)端軌跡點群轉(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方法，其中在該計算步驟中，重疊所述近端軌跡點群與所述遠(yuǎn)端軌跡點群，并濾除該激光測距儀于該布料槽、高爐的爐壁與料面所掃描的點群。較佳地，前述的料流寬度的量測方法，其中在該計算步驟中，每ー近端軌跡點群具有多個近端料流數(shù)據(jù)點，在所述近端軌跡點群中擷取接近該高爐的爐壁的近端料流數(shù)據(jù)點，并計算出該近端料流曲線。較佳地，前述的料流寬度的量測方法，其中在該計算步驟中，每ー遠(yuǎn)端軌跡點群具有多個遠(yuǎn)端料流數(shù)據(jù)點，在所述遠(yuǎn)端軌跡點群中擷取接近該高爐的爐壁的遠(yuǎn)端料流數(shù)據(jù)點，并計算出該遠(yuǎn)端料流曲線。較佳地，前述的料流寬度的量測方法，其中在該計算步驟中，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方法，其中在該計算步驟中，該激光測距儀的多個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，利用該激光測距儀對該料流進(jìn)行量測掃描，而能夠獲得該料流的近端與遠(yuǎn)端軌跡點群，并同時利用計算機計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位置，借此提升該高爐的生產(chǎn)效率。


圖I是一流程圖，說明本發(fā)明料流寬度的量測方法的一較佳實施例；圖2是ー示意圖，說明激光測距儀設(shè)置在高爐的態(tài)樣；圖3是ー示意圖，說明該較佳實施例的料流于近端位置的態(tài)樣；圖4是ー示意圖，說明該較佳實施例的料流于遠(yuǎn)端位置的態(tài)樣；及圖5是ー示意圖，說明該較佳實施例所計算出的近端料流曲線與反轉(zhuǎn)遠(yuǎn)端料流曲線。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖以及實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。參閱圖I、圖2，為本發(fā)明料流寬度的量測方法一較佳實施例，適用于將一可發(fā)射出多個激光掃描面的激光測距儀301設(shè)置于一高爐302上方(即高爐ロ位置處)，而該激光測距儀301并電連接一計算機(圖未示)，而且該激光測距儀的多個激光掃描面的垂直掃描范圍的角度為0°至80°。該量測方法包括ー掃描步驟201及ー計算步驟202。該掃描步驟201利用該激光測距儀301對一布料槽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距儀301的近端位置及ー遠(yuǎn)離該激光測距儀301的遠(yuǎn)端位置間旋轉(zhuǎn)移動，當(dāng)該布料槽303噴出的料流如圖3所示在近端位置吋，該激光測距儀301的多個激光掃描面與該布料槽303的料流相交形成有多個近端軌跡點群，當(dāng)該布料槽303噴出的料流如圖4所示在遠(yuǎn)端位置吋，該激光測距儀301的多個激光掃描面與該布料槽303的料流相交形成有多個遠(yuǎn)端軌跡點群，接著，再將所述近端軌跡點群與所述遠(yuǎn)端軌跡點群傳輸至該計算機中，值得ー提的是，該計算機能夠?qū)⑺鼋塑壽E點群與遠(yuǎn)端軌跡點群轉(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，在該計算步驟202中，重疊所述近端軌跡點群與遠(yuǎn)端軌跡點群，并且濾除該激光測距儀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群，其中，姆ー近端軌跡點群具有多個近端料流數(shù)據(jù)點，在所述近端軌跡點群之中擷取接近該高爐的爐壁的近端料流數(shù)據(jù)點，并借以計算出如圖5所示的近端料流曲線LI，每ー遠(yuǎn)端軌跡點群具有多個遠(yuǎn)端料流數(shù)據(jù)點，在所述遠(yuǎn)端軌跡點群中擷取接近該高爐的爐壁的遠(yuǎn)端料流數(shù)據(jù)點，并借以計算出該遠(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計算出兩者間的水平間距并定義為該料流的寬度H，同時計算該近端料流曲線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)點組成的近端軌跡點群在轉(zhuǎn)換成近端料流曲線時采用了曲線擬合方法，同理，在計算遠(yuǎn)端料流曲線時也使用上述曲線擬合方法。雖然在已超出量測范圍的區(qū)域沒有量測數(shù)據(jù)，但此部分的料流軌跡仍可以以擬合的曲線來代表。由于現(xiàn)場人員需要的落點位置大部分是在有量測數(shù)據(jù)的區(qū)域所對應(yīng)的擬合曲線的最高點之下，因而沒有量測數(shù)據(jù)的區(qū)域?qū)ΜF(xiàn)場人員的布料模式的訂定并沒有大大的影響。從圖5中可看出料流寬度在各個高度的變化，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，利用該激光測距儀301對該布料槽303所流出的料流進(jìn)行量測掃描，而能夠獲得該料流的近端與遠(yuǎn)端軌跡點群，并同時利用該計算機計算出近端料流曲線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方法，用于將ー個能發(fā)射出多個激光掃描面的激光測距儀設(shè)置于ー個高爐上方，而該激光測距儀與一個計算機電連接，其特征在干，該量測方法包括下列步驟 ー個掃描步驟，利用該激光測距儀對ー個布料槽落下的料流進(jìn)行三維空間掃描，使該激光測距儀的多個激光掃描面與該料流相交而形成有多個近端軌跡點群與多個遠(yuǎn)端軌跡點群，并且將所述近端軌跡點群與所述遠(yuǎn)端軌跡點群傳輸至該計算機中；及 ー個計算步驟，重疊所述近端軌跡點群而計算出一條近端料流曲線，重疊所述遠(yuǎn)端軌跡點群而計算出一條遠(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)，并且對該高爐內(nèi)進(jìn)行布料，且使該布料槽噴出的料流在ー個接近該激光測距儀的近端位置及一個遠(yuǎn)離該激光測距儀的遠(yuǎn)端位置之間旋轉(zhuǎn)移動，并通過該激光測距儀測得所述近端軌跡點群與所述遠(yuǎn)端軌跡點群。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的料流寬度的量測方法，其特征在干，該計算機能夠?qū)⑺鼋塑壽E點群與所述遠(yuǎn)端軌跡點群轉(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方法，其特征在于，在該計算步驟中，重疊所述近端軌跡點群與所述遠(yuǎn)端軌跡點群，并濾除該激光測距儀于該布料槽、該高爐的爐壁與料面所掃描的點群。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的料流寬度的量測方法，其特征在于，在該計算步驟中，每ー近端軌跡點群具有多個近端料流數(shù)據(jù)點，在所述近端軌跡點群中擷取接近該高爐的爐壁的近端料流數(shù)據(jù)點，并計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方法，其特征在于，在該計算步驟中，每ー遠(yuǎn)端軌跡點群具有多個遠(yuǎn)端料流數(shù)據(jù)點，在所述遠(yuǎn)端軌跡點群中擷取接近該高爐的爐壁的遠(yuǎn)端料流數(shù)據(jù)點，并計算出該遠(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方法，其特征在于，在該計算步驟中，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方法，其特征在于，在該計算步驟中，該激光測距儀的多個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方法，用于將一可發(fā)射出多個激光掃描面的激光測距儀設(shè)置于一高爐上方，該激光測距儀并與一計算機電連接，該量測方法包括一掃描步驟及一計算步驟，該掃描步驟利用該激光測距儀對一布料槽落下的料流進(jìn)行掃描，使該激光測距儀的多個激光掃描面與該料流相交而形成有多個近端軌跡點群與多個遠(yuǎn)端軌跡點群，并且傳輸至一計算機中；該計算步驟重疊所述近端軌跡點群與遠(yuǎn)端軌跡點群而計算出一遠(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位置，借此能提升高爐的生產(chǎn)效率。
文檔編號C21B7/24GK102676721SQ20111005769
公開日2012年9月19日 申請日期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 申請人:中國鋼鐵股份有限公司