專利名稱：一種光纖檢測(cè)高爐爐襯厚度的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本裝置涉及一種高爐爐襯被燒蝕后厚度變化情況的在線檢測(cè)裝置儀器。
在本實(shí)用新型之前，高爐爐襯燒蝕情況的檢測(cè)，大多采用預(yù)埋多支熱電耦進(jìn)行，其不足一是為有源器件；二是不能有效反映爐襯燒蝕情況，所測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確；另有一種是采用電阻法進(jìn)行測(cè)量的裝置，該裝置不僅為有源器件，而且工藝復(fù)雜，維護(hù)困難，并只能測(cè)量爐身，不能測(cè)量爐底；還有一種是專利申請(qǐng)?zhí)枮?4228802.5、名稱為《高爐爐襯厚度檢測(cè)儀》的技術(shù)，即采用超聲波進(jìn)行檢測(cè)，由于超聲波發(fā)射接收的關(guān)鍵器件是半導(dǎo)體接收發(fā)射裝置，它在高溫下常發(fā)生與傳感器接觸不良的現(xiàn)象，導(dǎo)致檢測(cè)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)，影響工作質(zhì)量。
本實(shí)用新型的目的在于克服上述不足，提供一種由無(wú)源器件組成的、集探測(cè)與傳輸為一體，多功能檢測(cè)，且測(cè)量準(zhǔn)確、耐高溫、維護(hù)方便、適合于任何允許鋪設(shè)光纖的高爐爐體上的爐襯燒蝕檢測(cè)裝置。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的主要由計(jì)算機(jī)、時(shí)域反射計(jì)、樹(shù)型耦合器、光開(kāi)關(guān)、傳感器組成的光纖檢測(cè)高爐爐襯厚度的裝置，在于將檢測(cè)爐襯被燒蝕情況的厚度探測(cè)器、檢測(cè)爐內(nèi)火焰強(qiáng)度的光纖光強(qiáng)探測(cè)器及檢測(cè)爐內(nèi)溫度的探測(cè)器分別裝在傳感器內(nèi)，與計(jì)算機(jī)用導(dǎo)線連接的厚度通道控制器，其相應(yīng)的接口與此對(duì)應(yīng)的光纖厚度探測(cè)器相接，與計(jì)算機(jī)用導(dǎo)線連接的光強(qiáng)測(cè)量?jī)x與光強(qiáng)通道控制器進(jìn)行連接，光纖光強(qiáng)探測(cè)器與光強(qiáng)通道控制器上的相應(yīng)接口連接，與計(jì)算機(jī)用導(dǎo)線連接的溫度測(cè)量?jī)x與溫度通道控制器進(jìn)行連接，光纖溫度探測(cè)器與溫度通道控制器上的相應(yīng)接口連接。
安裝時(shí)，該傳感器被埋入爐襯中，并與爐壁垂直，且與爐料成切向運(yùn)動(dòng)狀態(tài)布置。
如測(cè)量準(zhǔn)確度要求高，則將光纖纏繞在耐火棒的凹槽里，所纏繞的匝數(shù)與系統(tǒng)要求的精度成正比；如果要求的測(cè)量精度不太高，可將光纖同軸埋入耐火棒提前預(yù)留的孔內(nèi)。
其工作原理時(shí)域反射計(jì)發(fā)出單脈沖光信號(hào)，該脈沖信號(hào)通過(guò)樹(shù)型耦合器、光開(kāi)關(guān)傳到光纖厚度探測(cè)器的終端，該脈沖信號(hào)經(jīng)終端反射，通過(guò)光開(kāi)關(guān)及樹(shù)型耦合器，返回到時(shí)域反射計(jì)。時(shí)域反射計(jì)發(fā)出的信號(hào)與返回的反射信號(hào)之間的時(shí)間間隔，即反應(yīng)為耐火棒被燒蝕情況信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)計(jì)算機(jī)計(jì)算，便為耐火棒燒蝕后的長(zhǎng)度。由于在燒蝕時(shí)，耐火棒與爐襯同步進(jìn)行，故耐火棒燒蝕后的長(zhǎng)度也即為爐襯被燒蝕后的厚度。這樣重復(fù)檢測(cè)，便是爐襯厚度的變化情況。關(guān)于爐內(nèi)火焰強(qiáng)度及溫度的檢測(cè)，經(jīng)計(jì)算機(jī)選通測(cè)點(diǎn)后，則光纖光強(qiáng)探測(cè)器、光纖溫度探測(cè)器則將各自所測(cè)信號(hào)分別傳輸給光強(qiáng)測(cè)量?jī)x及溫度測(cè)量?jī)x，然后再輸給計(jì)算機(jī)即可得到所要測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。
本裝置集探測(cè)與傳輸為一體，且采用無(wú)源器件，并為多點(diǎn)、多功能檢測(cè)，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，故不受環(huán)境干擾，使得檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便。從而對(duì)高爐的安全運(yùn)行起到了保證作用，是在線高爐爐襯被燒蝕后厚度變化情況的理想檢測(cè)裝置。


如下圖1為光纖測(cè)量高爐爐襯厚度裝置結(jié)構(gòu)式示意圖圖2為傳感器結(jié)構(gòu)圖圖3為與高爐安裝剖視圖
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步詳述如下由計(jì)算機(jī)1、時(shí)域反射計(jì)2、樹(shù)型耦合器3、光開(kāi)關(guān)4、傳感器5組成的光纖檢測(cè)高爐爐襯厚度的裝置，為使得該裝置為無(wú)源器件，且集探測(cè)與傳輸為一體，用光纖作探測(cè)器件。為達(dá)到多功能檢測(cè)高爐內(nèi)部的火焰強(qiáng)度、內(nèi)襯被燒蝕及溫度變化情況，在傳感器5內(nèi)裝有光纖厚度探測(cè)器7、光纖光強(qiáng)探測(cè)器8及光纖溫度探測(cè)器9。與計(jì)算機(jī)1用導(dǎo)線連接的厚度通道控制器6，其相應(yīng)的接口與此對(duì)應(yīng)的光纖厚度探測(cè)器7相接，與計(jì)算機(jī)1用導(dǎo)線連接的光強(qiáng)測(cè)量?jī)x11與光強(qiáng)通道控制器10進(jìn)行連接，光纖光強(qiáng)探測(cè)器8與光強(qiáng)通道控制器10上的相應(yīng)接口連接，與計(jì)算機(jī)1用導(dǎo)線連接的溫度測(cè)量?jī)x13與溫度通道控制器12進(jìn)行連接，光纖溫度探測(cè)器9與溫度通道控制器12上的相應(yīng)接口連接。
安裝時(shí)將傳感器5被埋入爐襯14中，并與爐壁15垂直安裝，與爐料成切向運(yùn)動(dòng)狀態(tài)布置。
為了使檢測(cè)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，即能準(zhǔn)確反映爐襯燒蝕情況，故傳感器5中的光纖厚度探測(cè)器7由光纖并將其纏繞在耐火棒16上每隔一定間距所制的凹槽17制作而成，其凹槽"的間隔及在每個(gè)凹槽17里纏繞的光纖匝數(shù)是根據(jù)精度要求而制作，一般凹槽17之間的間距為10～30毫米，光纖匝數(shù)為5～20。纏繞的密度越大，則測(cè)量的數(shù)據(jù)越準(zhǔn)確。如果對(duì)于測(cè)量的數(shù)據(jù)要求不高，也可以直接將光纖埋入提前預(yù)留的耐火棒16的孔內(nèi)。
為了能精確地反映整個(gè)高爐體內(nèi)狀況，確保高爐安全運(yùn)行，在爐底、爐體不同高度的同一平面設(shè)置若干個(gè)探測(cè)點(diǎn)，根據(jù)要求分別埋入若干個(gè)傳感器5，其中每個(gè)傳感器5上的光纖厚度探測(cè)器7與相應(yīng)的光開(kāi)關(guān)4連接，每個(gè)光開(kāi)關(guān)4與樹(shù)型耦合器3上的相應(yīng)接頭連接。光纖光強(qiáng)探測(cè)器8、光纖溫度探測(cè)器9分別與各自相應(yīng)的光強(qiáng)通道控制器10、溫度通道控制器12連接。
工作原理；從時(shí)域反射計(jì)2發(fā)出的單個(gè)光脈沖信號(hào)，通過(guò)樹(shù)型耦合器3、光開(kāi)關(guān)4傳輸?shù)焦饫w厚度探測(cè)器7的終端，信號(hào)這時(shí)經(jīng)該終端反射，再通過(guò)光開(kāi)關(guān)4、樹(shù)型耦合器3，返回到時(shí)域反射計(jì)2，時(shí)域反射計(jì)2對(duì)發(fā)出的信號(hào)與返回信號(hào)之間的時(shí)間間隔進(jìn)行測(cè)量，得到耐火棒16的長(zhǎng)度，再傳輸?shù)接?jì)算機(jī)1進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，便得到爐襯14的厚度數(shù)據(jù)。所得到的耐火棒16的長(zhǎng)度即為爐襯被燒蝕后的厚度，是因?yàn)樵跔t襯14被燒蝕時(shí)，耐火棒16與它同步被燒蝕。這種重復(fù)檢測(cè)，即為高爐爐襯厚度變化的情況。關(guān)于爐內(nèi)火焰強(qiáng)度及溫度的檢測(cè)，經(jīng)計(jì)算機(jī)1選通測(cè)點(diǎn)后，則光纖光強(qiáng)探測(cè)器8、光纖溫度探測(cè)器9則將各自所測(cè)信號(hào)分別傳輸給光強(qiáng)測(cè)量?jī)x11及溫度測(cè)量?jī)x13，然后再輸給計(jì)算機(jī)1即可得到要測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求1.一種光纖檢測(cè)高爐爐襯厚度的裝置，主要由計(jì)算機(jī)1、時(shí)域反射計(jì)2、樹(shù)型耦合器3、光開(kāi)關(guān)4、傳感器5所組成，其特征在于傳感器5內(nèi)分別裝有光纖厚度探測(cè)器7、光纖光強(qiáng)探測(cè)器8及光纖溫度探測(cè)器9，與計(jì)算機(jī)1用導(dǎo)線連接的厚度通道控制器6，其相應(yīng)的接口與其對(duì)應(yīng)的光纖厚度探測(cè)器7相接，與計(jì)算機(jī)1用導(dǎo)線連接的光強(qiáng)測(cè)量?jī)x11與光強(qiáng)通道控制器10進(jìn)行連接，光纖光強(qiáng)探測(cè)器8由導(dǎo)線與光強(qiáng)通道控制器10上的相應(yīng)接口連接，與計(jì)算機(jī)1用導(dǎo)線連接的溫度測(cè)量?jī)x13與溫度通道控制器12進(jìn)行連接，光纖溫度探測(cè)器9由導(dǎo)線與溫度通道控制器12上的相應(yīng)接口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纖檢測(cè)高爐爐襯厚度的裝置，其特征在于光纖厚度探測(cè)器7為光纖纏繞在耐火棒16的凹槽17里，或者將光纖同軸埋入耐火棒16的孔內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纖檢測(cè)高爐爐襯厚度的裝置，其特征在于傳感器5中設(shè)置的光纖光強(qiáng)探測(cè)器8、光纖厚度探測(cè)器7的長(zhǎng)度與高爐爐壁15的厚度相等，光纖溫度探測(cè)器9的長(zhǎng)度稍長(zhǎng)于高爐冷卻層的厚度。
專利摘要一種光纖檢測(cè)高爐爐襯厚度的裝置,主要由計(jì)算機(jī)1、時(shí)域反射計(jì)2、樹(shù)型耦合器3、光開(kāi)關(guān)4、傳感器5所組成,其特征在于傳感器5內(nèi)分別裝有光纖厚度探測(cè)器7、光纖光強(qiáng)探測(cè)器8及光纖溫度探測(cè)器9,傳感器5所裝的光纖厚度探測(cè)儀與其相應(yīng)的光開(kāi)關(guān)4連接,其余二個(gè)探測(cè)器與各自的系統(tǒng)連接。本裝置集探測(cè)與傳輸為一體,且采用無(wú)源器件,并為多點(diǎn)、多功能檢測(cè),不受環(huán)境干擾,測(cè)量準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便。
文檔編號(hào)C21B7/24GK2325400SQ9724167
公開(kāi)日1999年6月23日 申請(qǐng)日期1997年12月29日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月29日
發(fā)明者王衛(wèi)平, 王紹軍, 李維來(lái), 張世爵, 慎乃光, 鄧棠, 文君, 沙明, 姜德生, 向亞平, 夏漢生, 楊先發(fā) 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司