CN108441594A - 一种便携式激光检测高炉炉内料面装置及其测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种便携式激光检测高炉炉内料面装置，它包括基座、定向板、精密旋转台、激光测距装置和可移动设备；所述定向板与水平面垂直，可拆卸式的固定在基座上；所述精密旋转台通过螺栓固定在定向板上部一侧边缘位置，其包括可圆周转动的旋转工作台，该旋转工作台的圆周边沿设置有角度刻度值；所述激光测距装置通过螺栓固定在旋转工作台的外侧，其上下表面与所述定向板垂直；所述可移动设备与所述激光测距装置连接。本发明还公开了一种高炉炉内料面的测量方法。应用本发明的技术方案，可在生产高炉休风状态下进行料面形状的精确测量计算，且检测设备便于组装携带、易操作，检测成本低。
Description
技术领域
本发明属于高炉炼铁领域，特别涉及一种便携式激光检测高炉炉内料面装置及其测量方法。
背景技术
现代大型化高炉生产中，无料钟布料形成合理的料面形状是炉内煤气流合理分布以及高炉顺行的保证。但由于高炉是个密闭***，操作人员无法直观地观测到炉内的实际情况，只能通过红外摄像技术、激光测量、雷达测量等技术进行料面的间接判断。采用非接触的模式进行料面形状测定有激光、超声波、雷达测量等方法。但在高炉内高温高压、粉尘含量大的恶劣条件下，超声波、雷达测量均难满足高炉条件的需要。激光测量具有测量精度高、成本相对低的特点，是休风后料面形状检测的最佳选择。现有的高炉料面检测技术采用置于高炉炉顶的激光发射器对炉内料面进行扫描拍摄，进行图片处理后再输出料面形状。虽然采用此方式能够获得炉内料面形状，但由于高炉内高温粉尘的恶劣环境，检测设备易损坏，检测成本高，且大量的粉尘降低了拍摄图像的清晰度，也降低了输出料面的精确性。
发明内容
针对现有技术的高炉料面检测方法中检测设备复杂、检测成本高、输出料面精确性不足的问题，本发明提供了一种便携式激光检测高炉炉内料面装置及其测量方法，采用本发明的技术方案，可在生产高炉休风状态下进行料面形状的精确测量计算，且检测设备便于组装携带、易操作，检测成本低。
本发明解决技术问题的技术方案如下：
本发明一种便携式激光检测高炉炉内料面装置，它包括基座、定向板、精密旋转台、激光测距装置和可移动设备；所述定向板与水平面垂直，可拆卸式的固定在基座上；所述精密旋转台通过螺栓固定在定向板上部一侧边缘位置，其包括可圆周转动的旋转工作台，该旋转工作台的圆周边沿设置有角度刻度值；所述激光测距装置通过螺栓固定在旋转工作台的外侧，其上下表面与所述定向板垂直；所述可移动设备与所述激光测距装置连接。
作为技术方案的进一步改进，所述基座包括第一支座、第二支座、螺杆和挡板；所述第一支座和第二支座间隔设置，两个支座上设置有相互对应的螺纹口；所述定向板设置在第二支座和挡板之间；所述螺杆从第一支座和第二支座的螺纹口中穿出并通过挤压定向板将该定向板固定。
作为技术方案的进一步改进，所述螺杆上还设置有旋把。
作为技术方案的进一步改进，所述精密旋转台包括螺旋调角器，该螺旋调角器转动时，所述旋转工作台的角度发生相应变化。
作为技术方案的进一步改进，所述旋转台本体上还设置有校零旋钮和锁紧旋钮。
作为技术方案的进一步改进，所述激光测距装置与可移动设置之间通过有线或无线连接。
本发明解决技术问题的另一技术方案如下：
本发明一种高炉炉内料面的测量方法，其特征是，使用上述技术方案中所述的一种便携式激光检测高炉炉内料面装置，其步骤如下：
1)、将基座、定向板、精密旋转台、激光测距装置和可移动设置组装成所述便携式激光检测高炉炉内料面装置，并进行检测设备的现场调试；
2)、在可移动设备上安装激光测量装置软件，运行该软件并与激光测距装置的信号连接，用于对激光测距装置的控制以及激光测距装置测量数据的接收；
3)、将组装好的便携式激光检测高炉炉内料面装置通过基座固定在高炉上检修方孔下部的检修平台上，根据现场实际情况调整基座的位置和方向，通过可移动设备上的激光测量装置软件打开激光测距装置，使得激光测距装置发出的激光束正好通过炉喉料面的中心线；
4)、调整旋转工作台的倾角，使得激光束与便携式激光检测高炉炉内料面装置对向炉墙的钢砖与炉喉料面的交界处，记录此时的倾角以及该交界处与激光发射点间的距离，并将数据传输至可移动设备；
5)按倾角逐步增大原则，按序进行多次调整旋转工作台的角度直至激光束落到所述便携式激光检测高炉炉内料面装置一侧炉墙的钢砖与炉喉料面的交界处止，记录旋转工作台每一角度的倾角值和该倾角时激光束与炉喉料面交点到激光发射点的距离，并将数据传输至可移动设备；
6)对可移动设备中激光测距装置的每一倾角数据以及该倾角下激光束与炉喉料面的交点至激光发射点间距离数据进行处理，计算出每一炉喉料面上的交点与测量点的水平和竖直距离，再根据测量点的位置，计算出每一倾角下激光束与炉喉料面的交点的水平和竖直位置，然后依次将各位置处交点在图表上标识并连线，即得到检测的炉喉料面的此径向上的料面形状。
作为技术方案的进一步改进，所述精密旋转台包括螺旋调角器，该螺旋调角器转动时，所述旋转工作台的角度发生相应变化。
作为技术方案的进一步改进，所述步骤5)中，旋转工作台每转动0.1°，进行一次激光测距。
与现有的技术相比，本发明具有以下优点：
(1)、本发明一种便携式激光检测高炉炉内料面装置，结构新颖，设计合理，安装及操作方便，制作成本低，实用性强；
(2)、本发明一种便携式激光检测高炉炉内料面装置采用可拆卸连接方式，整个装置可以拆卸成几大组件，且组装方便，便于携带，可随时随地架设并投入使用；
(3)、本发明一种便携式激光检测高炉炉内料面装置通过设置精密旋转台的螺旋调角器实现其旋转工作台角度的精确控制，角度控制精度高，进而提升激光测距装置测量的精准度；
(4)本发明一种高炉炉内料面的测量方法通过这种便携式激光检测高炉炉内料面装置中激光测距装置与精密旋转台的协调使用，使得高炉炉内料面的检测更加便捷，并且测量方法简洁实用，同时在确保检测精度的情况下大大降低检测成本，具有很好的经济效益，值得推广使用。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：
图1是本发明所述便携式激光检测高炉炉内料面装置的结构示意图；
图2是本发明所述的便携式激光检测高炉炉内料面装置的俯视图(不含可移动设备)；
图3是本发明中所述的基座的结构示意图；
图4是本发明所述便携式激光检测高炉炉内料面装置应用时的示意图；
图5是本发明所述一种高炉炉内料面的测量方法测量时的示意图；
图中：1.基座、11.第一支座、12.第二支座、13.螺杆、14.挡板、15.旋把、2.定向板、3.精密旋转台、31.旋转工作台、32.螺旋调角器、33.校零旋钮、34.锁紧旋钮、4.激光测距装置、5.可移动设备、6.高炉、7.炉喉料面、8.检修平台、9.检修方孔。
具体实施方式
实施例1：
本发明一种便携式激光检测高炉炉内料面装置，它的特点是，包括基座1、定向板2、精密旋转台3、激光测距装置4和可移动设备5；所述定向板2为长方形结构，与水平面垂直，其底部可拆卸式的固定在基座1上，为进一步确保定向板2在紧固过程中不发生形变而影响其板面与水平面的垂直效果，该定向板2可以采用合金材质；所述精密旋转台3通过螺栓固定在定向板2上部左侧或右侧边缘位置，具***置可根据需要调整，所述精密旋转台3包括可圆周转动的旋转工作台31，该旋转工作台31的圆周边沿设置有角度刻度值，用于观察旋转工作台31相对于水平方向或垂直方向转动的角度，为进一步提高旋转工作台31的旋转精度和旋转效果，所述精密旋转台3还包括螺旋调角器32、校零旋钮33和锁紧旋钮34，所述螺旋调角器32外侧设置刻度值，类似于千分尺的旋钮刻度设置，用于旋转工作台31旋转角度的精确调整，通过精密旋转台3内部设置通用的蜗轮蜗杆的传动机构并与螺旋调角器32及旋转工作台31相连，当该螺旋调角器32转动时，所述旋转工作台31的角度发生相适应的精确的变化；所述校零旋钮33用于进行校零，所述锁紧旋钮34用于角度调整好后进行锁紧；所述激光测距装置4通过螺栓固定在旋转工作台31的外侧，其上下表面与所述定向板2垂直，以确保测距时不会发生偏差，该激光测距装置4可以为市面上常见的激光测距仪器，通过发出激光束进行距离的测量；所述可移动设备5可以为手提电脑、手机或者PAD等，与所述激光测距装置4有线或无线连接。
本实施例中，为进一步便于基座1与定向板2的连接以及便携性，所述基座1包括第一支座11、第二支座12、螺杆13和挡板14；所述第一支座11和第二支座12间隔设置，两个支座上设置有相互对应的螺纹口；所述定向板2设置在第二支座12和挡板14之间；所述螺杆13上具有与第一支座11和第二支座12相适配的螺纹，从第一支座11和第二支座12的螺纹口中穿出并通过挤压定向板2将该定向板2固定，这样设置可以便于根据测量的需要随时调整定向板2与基座1之间的固定位置；为了进一步便于定向板2与基座1的固定，所述螺杆3上还设置有旋把15，仅需正向或反向旋转该旋把15，即可将螺杆13旋紧或旋松。
实施例2：
一种高炉炉内料面的测量方法，使用实施例1所述的一种便携式激光检测高炉炉内料面装置，在高炉休风状态下进行测量，其步骤如下：
1)、将基座1、定向板2、精密旋转台3、激光测距装置4和可移动设置5组装成所述便携式激光检测高炉炉内料面装置，并进行检测设备的现场调试；
2)、在可移动设备5上安装激光测量装置软件，如LDMstudio，安装完成后，运行该软件并与激光测距装置4的信号连接，用于对激光测距装置4的控制以及激光测距装置4测量数据的接收；
3)、将组装好的便携式激光检测高炉炉内料面装置通过基座1固定在高炉6上检修方孔9下部的检修平台8上，根据现场实际情况调整基座1的位置和方向，通过可移动设备5上的激光测量装置软件打开激光测距装置4，使得激光测距装置4发出的激光束正好通过炉喉料面的中心线，也即高炉的中心线；
4)、调整旋转工作台31的倾角，使得激光束与便携式激光检测高炉炉内料面装置对向炉墙10的钢砖与炉喉料面7的交界处，记录此时的倾角以及该交界处与激光发射点间的距离，并将数据传输至可移动设备5；
5)按倾角逐步增大原则，按序进行多次调整旋转工作台31的角度直至激光束落到所述便携式激光检测高炉炉内料面装置一侧炉墙10的钢砖与炉喉料面7的交界处止，记录旋转工作台31每一角度的倾角值和该倾角时激光束与炉喉料面7交点到激光发射点的距离，并将数据传输至可移动设备5；
6)对可移动设备5中激光测距装置4的每一倾角数据以及该倾角下激光束与炉喉料面7的交点至激光发射点间距离数据依据三角函数的相关知识进行处理，计算出每一炉喉料面7上的交点与测量点的水平和竖直距离，再根据测量点的位置，计算出每一倾角下激光束与炉喉料面7的交点的水平和竖直位置，然后依次将各位置处交点在图表(水平位置与竖直位置)上进行标识并连线，即得到检测的炉喉料面7的此径向上的料面形状。
本实施例中，所述精密旋转台3包括螺旋调角器32，通过旋转该螺旋调角器32，精确控制旋转工作台31相对于水平方向或垂直方向的角度，以满足测量的需要。
为确保测量的效果，所述步骤5)中，旋转工作台31每转动0.1°，进行一次激光测距。
为确保测量的准确性，可以根据检测的需要，调整基座1的位置，从不同角度重复所述方法，得到更为精确的结果。
以上仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种便携式激光检测高炉炉内料面装置，其特征是，它包括基座(1)、定向板(2)、精密旋转台(3)、激光测距装置(4)和可移动设备(5)；所述定向板(2)与水平面垂直，可拆卸式的固定在基座(1)上；所述精密旋转台(3)通过螺栓固定在定向板(2)上部一侧边缘位置，其包括可圆周转动的旋转工作台(31)，该旋转工作台(31)的圆周边沿设置有角度刻度值；所述激光测距装置(4)通过螺栓固定在旋转工作台(31)的外侧，其上下表面与所述定向板(2)垂直；所述可移动设备(5)与所述激光测距装置(4)连接。
2.根据权利要求1所述的一种便携式激光检测高炉炉内料面装置，其特征是，所述基座(1)包括第一支座(11)、第二支座(12)、螺杆(13)和挡板(14)；所述第一支座(11)和第二支座(12)间隔设置，两个支座上设置有相互对应的螺纹口；所述定向板(2)设置在第二支座(12)和挡板(14)之间；所述螺杆(13)从第一支座(11)和第二支座(12)的螺纹口中穿出并通过挤压定向板(2)将该定向板(2)固定。
3.根据权利要求2所述的一种便携式激光检测高炉炉内料面装置，其特征是，所述螺杆(3)上还设置有旋把(15)。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种便携式激光检测高炉炉内料面装置，其特征是，所述精密旋转台(3)包括螺旋调角器(32)，该螺旋调角器(32)转动时，所述旋转工作台(31)的角度发生相应变化。
5.根据权利要求4所述的一种便携式激光检测高炉炉内料面装置，其特征是，所述旋转台本体(31)上还设置有校零旋钮(33)和锁紧旋钮(34)。
6.根据权利要求1所述的一种便携式激光检测高炉炉内料面装置，其特征是，所述激光测距装置(4)与可移动设置(5)之间通过有线或无线连接。
7.一种高炉炉内料面的测量方法，其特征是，使用上述任一权利要求中所述的一种便携式激光检测高炉炉内料面装置，其步骤如下：
1)、将基座(1)、定向板(2)、精密旋转台(3)、激光测距装置(4)和可移动设置(5)组装成所述便携式激光检测高炉炉内料面装置，并进行检测设备的现场调试；
2)、在可移动设备(5)上安装激光测量装置软件，运行该软件并与激光测距装置(4)的信号连接，用于对激光测距装置(4)的控制以及激光测距装置(4)测量数据的接收；
3)、将组装好的便携式激光检测高炉炉内料面装置通过基座(1)固定在高炉(6)上检修方孔(9)下部的检修平台(8)上，根据现场实际情况调整基座(1)的位置和方向，通过可移动设备(5)上的激光测量装置软件打开激光测距装置(4)，使得激光测距装置(4)发出的激光束正好通过炉喉料面的中心线；
4)、调整旋转工作台(31)的倾角，使得激光束与便携式激光检测高炉炉内料面装置对向炉墙(10)的钢砖与炉喉料面(7)的交界处，记录此时的倾角以及该交界处与激光发射点间的距离，并将数据传输至可移动设备(5)；
5)按倾角逐步增大原则，按序进行多次调整旋转工作台(31)的角度直至激光束落到所述便携式激光检测高炉炉内料面装置一侧炉墙(10)的钢砖与炉喉料面(7)的交界处止，记录旋转工作台(31)每一角度的倾角值和该倾角时激光束与炉喉料面(7)交点到激光发射点的距离，并将数据传输至可移动设备(5)；
6)对可移动设备(5)中激光测距装置(4)的每一倾角数据以及该倾角下激光束与炉喉料面(7)的交点至激光发射点间距离数据进行处理，计算出每一炉喉料面(7)上的交点与测量点的水平和竖直距离，再根据测量点的位置，计算出每一倾角下激光束与炉喉料面(7)的交点的水平和竖直位置，然后依次将各位置处交点在图表上标识并连线，即得到检测的炉喉料面(7)的此径向上的料面形状。
8.根据权利要求7所述的一种高炉炉内料面的测量方法，其特征是，所述精密旋转台(3)包括螺旋调角器(32)，该螺旋调角器(32)转动时，所述旋转工作台(31)的角度发生相应变化。
9.根据权利要求7或8所述的一种高炉炉内料面的测量方法，其特征是，所述步骤5)中，旋转工作台(31)每转动0.1°，进行一次激光测距。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20180817 Address after: 243000 8 Jiuhua Road, Yushan, Ma'anshan, Anhui Applicant after: MAANSHAN IRON & STEEL Co.,Ltd. Address before: 243000 8 Jiuhua Road, Yushan, Ma'anshan, Anhui Applicant before: MAGANG (Group) HOLDING Co.,Ltd. |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180824 |
|
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