一種音頻式轉(zhuǎn)爐噴濺預(yù)報系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于轉(zhuǎn)爐煉鋼防噴濺預(yù)報系統(tǒng)領(lǐng)域，具體公開了一種音頻式轉(zhuǎn)爐噴濺預(yù)報系統(tǒng)，包括依次連接的聲音傳感器、音頻檢測模塊、工控機、系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲模塊，所述聲音傳感器為采用多個駐極體麥克風組成的陣列式采聲單元，提高了聲音采集的靈敏度；所述音頻檢測模塊包括依次連接的聲音采集模塊、聲音放大調(diào)理模塊、模擬量采集處理模塊、主控模塊，所述主控模塊還連接有顯示模塊、通訊模塊，還包括系統(tǒng)電源模塊。本系統(tǒng)聲音采集靈敏，音頻信號覆蓋廣；采用環(huán)形智能吹掃結(jié)構(gòu)有效降低現(xiàn)場煙灰，提高聲音采集的準確度，減少設(shè)備維護工作量；還可依據(jù)使用環(huán)境靈活選擇安裝方式。
【專利說明】一種音頻式轉(zhuǎn)爐噴濺預(yù)報系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于轉(zhuǎn)爐煉鋼防噴濺預(yù)報系統(tǒng)領(lǐng)域，具體公開了一種音頻式轉(zhuǎn)爐噴濺預(yù)報系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]轉(zhuǎn)爐煉鋼因具有生產(chǎn)效率高、原材料適應(yīng)性好、投資小、見效快等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于我國鋼鐵冶煉行業(yè)。轉(zhuǎn)爐冶煉主要是將鐵水和廢鋼裝入爐內(nèi)，再加入造渣輔料，然后通過氧槍向爐內(nèi)吹入氧來完成鋼水的冶煉。由于轉(zhuǎn)爐結(jié)構(gòu)的特殊性，生產(chǎn)時處于相對密封狀態(tài)且轉(zhuǎn)爐煉鋼過程是一個復(fù)雜的多元多相高溫反應(yīng)過程，操作人員在實際吹氧時，吹氧強度偏低會造成該爐鐵水無法充分氧化，吹氧強度偏高會造成過氧化和噴濺。在吹氧期間出現(xiàn)異常變化，操作人員難以在第一時間做出準確判斷，往往導致液態(tài)鋼渣噴濺現(xiàn)象，一方面無法保證該爐鋼水的質(zhì)量，另一方面造成爐內(nèi)金屬隨著鋼渣濺到爐外，降低了出鋼量，造成轉(zhuǎn)爐噴濺事故。噴濺出來的鋼渣還會對爐前操作人員的人身安全及煉鋼設(shè)備造成嚴重威脅。
[0003]目前，國內(nèi)噴濺預(yù)報系統(tǒng)一般是采用獲取轉(zhuǎn)爐冶煉噪聲信號來進行噴濺預(yù)報，噪聲主要包括:①高速氧氣流股的氣體動力學噪聲及其沖擊鐵液、渣液和固相顆粒時產(chǎn)生的噪聲；②一氧化碳氣泡破裂和溢出時的氣流噪聲；③冶煉過程中的摩擦噪聲，其中高速氧氣流股是吹煉噪聲的最主要來源。這種噪聲在沒有液體爐渣覆蓋時強度達到最大，如開吹和嚴重返干時。當泡沫渣形成后，覆蓋在氧槍噴頭上，可以吸收噪聲。渣層越厚、吸聲的泡沫渣高度越大，從爐內(nèi)傳出的噪聲強度就越低。排除環(huán)境噪聲的干擾，通過檢測爐內(nèi)吹煉噪聲強度就可以間接地反映出爐內(nèi)泡沫渣的厚度(化渣情況)，進而幫助現(xiàn)場操作人員進行相應(yīng)的判斷、操作。
[0004]專利CN2852131Y和CN102559990都是采用這種方法進行預(yù)報，但是隨著爐齡、爐襯厚度等的變化，聲音特征頻段會出現(xiàn)偏移，導致設(shè)備在使用一段時間后，預(yù)報準確率降低，調(diào)試工作也會非常復(fù)雜，這是影響該項技術(shù)成熟應(yīng)用的關(guān)鍵因素。此外，冶煉現(xiàn)場大量的煙塵對噪聲信號采集準確度帶來不利影響。
[0005]綜上所述，提供一種噪聲信號采集準確可靠、有效性高，特征頻段覆蓋面廣，能適應(yīng)現(xiàn)場使用環(huán)境的音頻式轉(zhuǎn)爐噴濺預(yù)報系統(tǒng)成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決上述一個或多個技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種音頻式轉(zhuǎn)爐噴濺預(yù)報系統(tǒng)，包括依次連接的聲音傳感器、音頻檢測模塊、工控機、數(shù)據(jù)存儲模塊；所述音頻檢測模塊包括依次連接的聲音采集模塊、聲音放大調(diào)理模塊、模擬量采集處理模塊、主控模塊，所述主控模塊還連接有顯示模塊、通訊模塊，還包括系統(tǒng)電源模塊。
[0007]優(yōu)選地，所述聲音傳感器為采用多個駐極體麥克風組成的陣列式采聲單元。
[0008]優(yōu)選地，所述陣列為等邊三角形陣列或中間一個四周環(huán)繞式陣列。
[0009]優(yōu)選地，所述聲音傳感器安裝于煙罩上方的煙道內(nèi)或擋火墻安裝孔內(nèi)。[0010]優(yōu)選地，所述聲音傳感器外部設(shè)有保護套筒，所述套筒與所述聲音傳感器之間均布有吹掃管路，所述吹掃管路與所述音頻檢測模塊連接。
[0011]有益效果
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請采用了多頻段音頻檢測模塊，可以同時檢測多個波段(20Hz-20kHz)的音頻信號，全面覆蓋轉(zhuǎn)爐隨爐齡、爐襯變化產(chǎn)生的聲音頻段變化；聲音傳感器采用多個駐極體麥克風組成陣列式采聲單元，大大提高了采集靈敏度；在聲音傳感器外部設(shè)置保護套筒，結(jié)合水冷裝置確保聲音傳感器工作在合適的溫度；由音頻檢測模塊控制的環(huán)形吹掃裝置可以有效降低現(xiàn)場煙灰對采集準確度的影響，降低設(shè)備維護工作量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]附圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]附圖2為本實用新型音頻檢測模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]附圖3為本實用新型陣列式采聲單元結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]附圖4為本實用新型環(huán)形吹掃示意圖；
[0017]附圖5為本實用新型安裝方式示意圖。
[0018]其中:1出水口、2吹掃管、3進水管、4保護套筒、5過濾器、6電磁閥、7冷卻水箱、8擋火墻、9聲音傳感器、10煙罩、11轉(zhuǎn)爐。
具體實施例
[0019]下面結(jié)合具體實施例對本實用新型的結(jié)構(gòu)和原理作進一步說明，如附圖1所述一種音頻式轉(zhuǎn)爐噴濺預(yù)報系統(tǒng)，包括依次連接的聲音傳感器、音頻檢測模塊、工控機、數(shù)據(jù)存儲模塊。如附圖2所述，其中所述音頻檢測模塊包括依次連接的聲音采集模塊、聲音放大調(diào)理模塊、模擬量采集處理模塊、主控模塊，所述主控模塊還連接有顯示模塊、通訊模塊，還包括為各模塊提供工作電源的系統(tǒng)電源模塊。其中，聲音采集模塊，用于接收聲音傳感器的音頻信號，并傳輸至后續(xù)聲音放大調(diào)理模塊；聲音放大調(diào)理模塊，用于將聲音傳感器的信號進行放大和調(diào)理，以便于遠距離傳輸；模擬量采集處理模塊，實現(xiàn)聲音信號的多頻段濾波、放大、交直流轉(zhuǎn)換功能；主控模塊，驅(qū)動系統(tǒng)各模塊工作，實現(xiàn)模擬量和數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換、計算、存儲、交換檢測信息，完成上下位機的通訊；通訊模塊包括，用于與上位機通訊的RS485通信單元和用于驅(qū)動電磁閥6實現(xiàn)智能吹掃的狀態(tài)控制單元；顯示控制模塊，用于顯示當前的多頻段測量值，并調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靈敏度。如附圖3所示，陣列式采聲單元采用等邊三角形陣列或中間一個四周環(huán)繞式陣列，根據(jù)轉(zhuǎn)爐煙罩10的高度、聲音傳感器9與爐口 11的距離進行選擇，可以提高聲音采集的靈敏度。如附圖4所示，通過保護套筒4及下進上出的水冷裝置，確保聲音傳感器9處于合適的工作溫度；保護套筒4與聲音傳感器9之間設(shè)有吹掃管路2，所述吹掃管路2經(jīng)過濾器5、電磁閥6軟管過渡連接后一分為四或三，均勻環(huán)形布置，接受所述音頻檢測模塊的控制指令，在每爐冶煉結(jié)束后按照設(shè)定的時間對系統(tǒng)進行吹掃，避免現(xiàn)有技術(shù)中不間斷連續(xù)吹掃或者定期手動吹掃的不足(前者吹掃噪聲易對系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，后者加大了系統(tǒng)的維護量)，可以極大的降低現(xiàn)場煙灰對采集準確度的影響，降低設(shè)備維護強度和周期。如附圖5所示，若煉鋼廠降罩生產(chǎn)，聲音傳感器9、水冷保護結(jié)構(gòu)安裝于煙罩10上方的煙道內(nèi)；若煉鋼廠不采用降罩生產(chǎn)，則在擋火墻8上鉆孔安裝。兩種安裝方式靈活選擇，適應(yīng)現(xiàn)場環(huán)境需求。
【權(quán)利要求】
1.一種音頻式轉(zhuǎn)爐噴濺預(yù)報系統(tǒng)，其特征在于:包括依次連接的聲音傳感器、音頻檢測模塊、工控機、數(shù)據(jù)存儲模塊；所述音頻檢測模塊包括依次連接的聲音采集模塊、聲音放大調(diào)理模塊、模擬量采集處理模塊、主控模塊，所述主控模塊還連接有顯示模塊、通訊模塊，還包括系統(tǒng)電源模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種音頻式轉(zhuǎn)爐噴濺預(yù)報系統(tǒng)，其特征在于:所述聲音傳感器為采用多個駐極體麥克風組成的陣列式采聲單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種音頻式轉(zhuǎn)爐噴濺預(yù)報系統(tǒng)，其特征在于:所述陣列為等邊三角形陣列或中間一個四周環(huán)繞式陣列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種音頻式轉(zhuǎn)爐噴濺預(yù)報系統(tǒng)，其特征在于:所述聲音傳感器安裝于煙罩上方的煙道內(nèi)或擋火墻安裝孔內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種音頻式轉(zhuǎn)爐噴濺預(yù)報系統(tǒng)，其特征在于:所述聲音傳感器外部設(shè)有保護套筒，所述套筒與所述聲音傳感器之間均布有吹掃管路，所述吹掃管路與所述音頻檢測模塊連接。
【文檔編號】C21C5/46GK203546065SQ201320742026
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】田陸, 何濤燾, 文華北, 馮正金 申請人:湖南鐳目科技有限公司