DE2847604C2 - Vorrichtung zur Bestimmung des Profils einer Füllung im Hochofen - Google Patents
Vorrichtung zur Bestimmung des Profils einer Füllung im HochofenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung des Profils einer Füllung im Hochofen, mit einem
Laser zur Erzeugung von Laserstrahlen, mit einem Empfänger zur Aufnahme der von der Oberfläche der
Füllung reflektierten Laserstrahlen und mit einer Signalverarbeitungseinrichtung für die empfangenen
Laserstrahlen.
Bei einem Hochofen zum Schmelzen bzw. Reduzieren von Eisenerz werden abwechselnd Koks und Eisenerz
über die Gichtglocke eingegeben und dann mit einem Rührwerk so verteilt daß die Oberseite der Füllung des
Hochofens einen V-förmigen Querschnitt erhält. Dieses Profil ist deswegen wichtig, weil eine Brennstoffeinsparung beim Hochofen erreicht werden soll, was auch im
Einklang mit den weltweiten Bemühungen der Brennstoffeinsparung steht. Dabei ist jedoch eine genaue
Bestimmung oder Messung des Profils an der Oberseite
der Füllung im Hochofen erforderlich.
Zur Bestimmung dieses Profils einer Füllung im Hochofen ist ein ferngesteuertes Verfahren erforderlich, weil im Inneren des Hochofens außerordentlich
hohe Temperaturen und Drücke herrschen. Bei einem herkömmlichen Verfahren zur Bestimmung des Profils
werden mechanische Mittel verwendet Dabei werden von der Oberseite des Hochofens herabhängende,
stangenförmige Werkzeuge in die Gicht des Hochofens
ίο eingeführt Die Einführstrecke jedes Werkzeuges von
seinem Aufhängepunkt an der Oberseite des Ofens wird dann zur Bestimmung des Profils der Füllung an der
Oberseite ausgewertet Ein derartiges Vorgehen ist jedoch insofern nachteilig, als es dabei sehr schwierig ist
eine exakte Bestimmung des Profils durchzuführen, weil
eine ungenügende Anzahl von Meßstellen vorhanden,
die Meßdauer sehr lang und die Automatisierung eines
solchen Meßvorganges sehr schwierig sind.
zur Bestimmung des Profils bekanntgeworden, z. B. ein
Radarsystem unter Verwendung von Radiowellen bzw. Hochfrequenzwellen, ein Radiographie- oder Röntgenverfahren unter Verwendung von Strahlung, ein
Laser-Radarsystem und ein Lasersystem, bei dem die
einzelnen Stellen erhitzt wird, um auf diese Weise
auf einem Fernsehbildschirm beobachtet werden.
ten Hochfrequenzstrahlung ziemlich groß und beträgt
etwa 25 cm, so daß es unmöglich ist das Objekt mit einer Auflösung oder Genauigkeit von beispielsweise
3 cm zu bestimmen. Außerdem treten bei einem solchen System ungünstige Effekte wegen der Mehrfachrefle
xion von Wellen auf.
Ein Schallwellen-Meßsystem ist deswegen unvorteilhaft, weil der im Hochofen vorhandene Staub die
Messung beeinträchtigt und weil sich die Ausbreitung der Schallwellen im Hochofen ändert, da die Tempera
turverteilung im Hochofen komplex ist Somit kann die
Meßgenauigkeit mit einem solchen System nicht verbessert werden. Ein Radiographieverfahren erfordert eine außerordentlich hohe Leistung und ist insofern
bei der praktischen Anwendung problematisch, weil die
entsprechende Technik noch nicht ausgereift ist. Ein
Laser-Radarsystem, das zur Entfernungsmessung dient hat zwar eine gute Entfernungsauflösung, ist jedoch
mangelhaft hinsichtlich der Positionsauflösung, wobei die bisher erreichte Entfernungsauflösung etwa 1 m
beträgt Ein Verfahren mit Bildschirmbeobachtung ist insofern unzulänglich, als die im Hochofen vorhandene
große Dampfmenge häufig die Beobachtung der erhitzten Stellen mit dem Bildschirm erschwert.
Bestimmung des Profils einer Füllung im Hochofen ist z. B. aus der Literaturstelle »Stahl und Eisen«, 1974, S.
649, bekannt, wobei die Laserstrahlen zur Bestimmung des Füllstandes im Hochofen in der Weise eingesetzt
werden, daß die verschiedenen Laufzeiten eines Signals
eo gemessen werden, das einmal direkt und einmal nach Reflexionen an der Oberfläche der Füllung zum
Empfänger gelangt Insofern handelt es sich um eine Vorrichtung, bei der stets zwei Laserstrahlen erforderlich sind, nämlich der direkte Laserstrahl und der
b5 reflektierte Laserstrahl, wobei dann eine Zeitmessung
für die Laufzeitdifferenz vorgenommen werden muß. Die erreichbare Genauigkeit beträgt dabei gemäß der
Literaturstelle nur 1,5 m.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Bestimmung des Profils einer Füllung im Hochofen der
eingangs genannten Art anzugeben, mit der das Profil der Oberfläche der Füllung im Hochofen innerhalb
kurzer Zeit genau bestimmt werden kann. >
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß im Strahlengang zwischen dem Laser und der Oberfläche
der Füllung ein schwenkbarer Spiegel angeordnet ist, der die Laserstrahlen bei seiner Schwenkbewegung
kontinuierlich über die Oberfläche der Füllung führt, to
und daß der Empfänger aus einer Batterie von Empfängerelementen besteht, die die reflektierten
Laserstrahlen in elektrische Signale umwandeln, welche der Signalverarbeitungseinrichtung zugeführt werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Bündelungslinse im Strahlengang zwischen der Oberfläche und dem
als Photodiodenbatterie ausgebildeten Empfänger angeordnet ist, wobei letztere im Brennpunkt der
Pündelungslinse liegt
Zweckmäßigerweise besteht die Photodiodenbatterie aus einer Vielzahl von in konkaver Konfiguration im
Brennpunkt der reflektierten Laserstrahlen angeordneten Photodioden, wobei diese in Form von PIN-Silizium-Sperrschichtdioden
ausgebildet sein können. Als Laser eignet sich insbesondere ein Yttrium-Aluminium-Granat-Laser.
Bei einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht die Batterie aus einer
Vielzahl von in Reihe, gegebenenfalls in konkaver Konfiguration, angeordneten Ladungsverschiebeelementen,
die im Brennpunkt einer Bündelungslinse angeordnet sind, wobei diese Bündelungslinse eine
konvexe Zylinderlinse sein kann.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird in vorteilhafter Weise eine genaue Ausmessung des Profils
einer Füllung im Hochofen ermöglicht, wobei eine Auflösung von ±30 mm erreicht werden kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen
und unter bezug auf die Zeichnung näher erläutert Die Zeichnung zeigt in
F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Hochofen, bei dem die erfindungsgemäße Vorrichtung anwendbar ist,
F i g. 2 einen Schnitt in vergrößertem Maßstab vom Oberteil des Hochofens gemäß F i g. 1 mit einem
Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung und in
F i g. 3 ein Blockschaltbild einer typischen Signalverarbeitungseinrichtung
zur Verwendung bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Bei dem in F i g. 1 schematisch dargestellten Hochofen 11 werden abwechselnd Koks und Eisenerz
eingegeben und dann mit einem Rührwerk so verteilt, daß ein im Querschnitt im wesentlichen V-förmiges
Profil an der Oberseite der Füllung im Hochofen 11 erhalten wird. Fig. 2 zeigt das Oberteil bzw. die Gicht
des Hochofens 11 gemäß F i g. 1 in vergrößertem Maßstab. Der Hochofen 11 ist dabei in seinem oberen
Bereich mit einem lichtdurchlässigen Fenster 13 und mit einer Licht empfangenden Einrichtung versehen. Ein als
Lichtquelle dienender Riesenimpulslaser, z. B. ein YAG- bzw. Yttrium-Aluminium-Granat-Laser, vermag Riesenimpulse
mit einer Wiederholungsfrequenz von 50 Hz und einer Impulsbreite von 10 ns bei einer Ausgangsleistung
von 10 bis 30 mW zu liefern. Ein vom Yttrium-Aluminium-Granat-Laser 15 emittierter gepulster
Laserstrahl 16 wird von einem schwenkbaren SDieeel 17 reflektiert und über das Fenster 13 in das
Innere des Hochofens 11 geworfen. Der schwenkbare Spiegel 17 ist dabei so gelagert, daß snit dem vom
Yttrium-AIuminium-Granat-Laser 15 gelieferten Laserstrahl die Oberfläche 12 der Füllung im Hochofen 11
vollständig abgetastet werden kann.
Die Bewegung des schwenkbaren Spiegels 17 wird durch eine nicht dargestellte Steuer- oder Treiberschaltung
über eine Fernsteuerung durchgeführt Der auf die Oberfläche 12 auftreffende Laserstrahl 16 wird gestreut
und dann mit einem optischen System in Form einer Bündelungslinse 14 gebündelt, die z. B. eine konvex
zylindrische Bündelungslinse 14 sein kann. Die von der Bündelungslinse 14 gebündelten Lichtstrahlen werden
von einer im Brennpunkt der Bündelungslinse 14 angeordneten Batterie 18 von Empfängerelementen,
z. B. einer Photodiodenbatterie 18 aufgefangen, die parallel zur Oberfläche 12 liegt, wenn letztere eben ist.
Die Photodiodenbatterie 18 besteht aus einer Vielzahl, z. B. 150, lichtempfindlichen Empfängerelementen, z. B.
aus in Reihe geschalteten PIN-Silizium-Sperrschichtdioden.
Die Photodiodenbatterie 18 ist dabei so ausgelegt, daß sie das Profi! der Oberfläche 12 der Füllung bei
einem Hochofen 11 mit einer Höhe von 40 m, einem Außendurchmesser von etwa 83 m und einem Innendurchmesser
von etwa 6,55 m durch Abtastung der Oberfläche 12 mit einer Auflösung von ±30 mm zu
messen vermag. Im Betrieb führt der schwenkbare Spiegel 17 eine Bewegung in Richtung des Pfeiles A
durch, wobei der Laserstrahl 16 die Oberfläche 12 bestreicht und die von der Oberfläche 12 gestreuten
Lichtstrahlen über die Bündelungslinse 14 ein Bild des Profils der Oberfläche 12 auf der Photodiodenbatterie
18 bilden.
Die lichtempfindlichen Empfängerelemente der Photodiodenbatterie 18, auf welche das gestreute Licht
auftrifft, wandeln die reflektierten Laserstrahlen in elektrische Signale um, die einer Signalverarbeitungseinrichtung,
z. B. mit Impulsverstärker 21, Begrenzer 22, Addierer 23, Anzeigeverstärker 24 und Anzeige 25 zur
Verarbeitung zugeführt werden.
Gemäß Fig.3 werden die Aasgangssignale der
Photodiodenbatterie 18 durch einen Impulsverstärker 21 (aus den Elementen PAO, PAi... PAn) verstärkt und
dann durch einen Begrenzer 22 (mit den Elementen L 0, L1 ... Ln) hinsichtlich ihrer Amplitude begrenzt. Die
Ausgangssignale des Begrenzers 22 werden dann in einem Addierwerk23(mitden Elementen SA0,SAl...
SAn) addiert und anschließend mit einem Anzeigeverstärker 24 verstärkt, woraufhin die Darstellung bei der
Anzeige 25 erfolgt
Nachstehend ist näher erläutert, auf welche Weise das
gestreute Licht des Laserstrahls 16 auf der Photodiodenbatterie 18 ein die Oberflächen-Unregelmäßigkeit
der Oberfläche 12 der Füllung wiedergebendes Bild formt
Zunächst wird ein typischer Fall betrachtet, bei dem die Oberfläche 12 eben ist und die Photodiodenbatterie
18 parallel zu dieser ebenen Oberfläche YX angeordnet ist Wenn hierbei der Laserstrahl 16 die Oberfläche 12
kontinuierlich abtastet wird auch die Photodiodenbatterie 18 kontinuierlich abgetastet.
Ein anderer typischer Fall ist der, bei dem die Oberfläche 12 der Füllung einen konkaven Bereich
aufweist Dabei bündelt die Bündelungslinse 14 das ge::reute Licht in der Weise auf die Vorderseite der
Photodiodenbatterie 18, daß der Laserstrahl 16 eine Anzahl der lichtempfindlichen Empfängerelemente
bestrahlt Die Ausgangssignale der entsprechenden
Anzahl von Photodioden werden dann im Addierwerk 23 addiert, wobei die Amplitude des so erhaltenen
Impulses groß ist. Wenn z. B. drei Photodioden das Streulicht empfangen, ist die Amplitude des vom
Addierwerk 23 abgegebenen Impulses dreimal so groß wie in dem Falle, wenn eine einzige Photodiode das
Streulicht empfängt.
Wenn die Oberfläche 12 der Füllung im Hochofen 11
andererseits einen konvexen Teil aufweist, trifft der von diesem konvexen Teil reflektierte Teil des Laserstrahls
16 nicht auf die dem konkaven Teil der Oberfläche 12 entsprechende Photodiode auf, Die Photodiodenbatterie 18 ist außerdem so ausgelegt, daß sie sich
entsprechend mit bewegt, wenn sich die Oberfläche 12
nach oben oder nach unten verlagert
Die die Oberfläche S2 bestrahlende Laserleistung Pi
bestimmt sich nach folgender Gleichung:
Pi = P0Ai 71 e-*a, (1)
wobei a die Länge des Lichtweges vom Fenster 13 zur Oberfläche 12 im Hochofen 11 ist; bezeichnet man die
Länge des Lichtweges von der Oberfläche 12 zur Bündelungslinse 14 mit b, so ergibt sich die Gesamtlänge
/ des Lichtweges als Summe aus a und b. P0 ist die
Laser-Übertragungsleistung (Spitzenwert) des Yttrium-Aluminium-Granat-Lasers 15, und Prist die Laser-Empfangsleistung (Spitzenwert), während R\ das Reflexionsvermögen des schwenkbaren Spiegels 17, Ti die
Durchlässigkeit des Fensters 13 und <x den Streukoeffizienten des Laserstrahls 16 im Hochofen U bedeuten.
In Gleichung (1) gibt der Ausdruck e~M die
Durchlässigkeit im Räume längs des Lichtweges a an.
Unter der Voraussetzung, daß der Laserstrahl 16 von der Oberfläche 12 der Füllung sphärisch gestreut wird,
läßt sich die an der Photodiodenbatterie 18 ankommende Laser-Empfangsleistung Pr durch folgende Gleichung ausdrücken:
Pr=(Pt ot2t3 π DV42 η b2) e-**,
wobei
o = Reflexionsvermögen der Oberfläche 12,
f2 = Durchlässigkeit des Fensters und
h = Durchlässigkeit verschiedener anderer Filter.
In Gleichung (2) bedeutet der Ausdruck e-** die
Durchlässigkeit im Raum längs des Lichtweges b. Aus den beiden Gleichungen (1) und (2) ergibt sich:
Die Streuung im Hochofen 11 wird durch Dampf sowie Koks- und Eisenerzstaub hervorgerufen. Ein
Versuch zeigt, daß der Streukoeffizient «=0,735 bei einer Wellenlänge von 1,06 um des Yttrium-Aluminium-Granat-Lasers 15 beträgt. Das Reflexionsvermögen ο
wird durch Dividieren der empfangenen Lichtintensität durch den Raumwinkel ermittelt. Wenn im Hochofen 11
nur Koks vorhanden ist, beträgt das Reflexionsvermögen mindestens 23%. Wenn der Koks im Hochofen
umgewälzt wird, steigt das Reflexionsvermögen σ auf
5,3% an. Der noch zu erläuternden Berechnung ist der
Wert von 53% zugrunde gelegt Tatsächlich ist jedoch
im Hochofen neben Koks auch Sintereisen vorhanden, so daß sich das Reflexionsvermögen weiter erhöht
40 m, einem Außendurchmesser von 8,3 m und einem Innendurchmesser von 6,55 m betragen a = 6,8 m und
b= 10 m, so daß der gesamte Lichtweg oder die optische Weglänge /eine Länge von 16,8 m( = 6,8+10 m) besitzt.
Das Reflexionsvermögen R\ des schwenkbaren Spiegels
17 mit einer goldbedampften Spiegelfläche beträgt 80%,
während das Reflexionsvermögen der verschiedenen Filter, z. B. des Fensters 13 und der Bündelungslinse 14
einen Wert von 50% ausmacht (fi = t2=h). Wenn diese
ι ο Werte in Gleichung (3) eingesetzt werden, so ergibt sich
Pr= 0,285 χ 10 -' 0P0 D 2. (4)
Wenn also gemäß Gleichung (4) spezifische Werte für Po und Pr verwendet werden, erhält der Durchmesser D
der öffnung der Bündelungslinse 14 Werte gemäß nachstehender Tabelle.
Pr | 3OmW | 10 mW | 5 mW | 1 mW |
1 cm | 1,9 cm | 2,6 cm | 5,9 cm | |
0,1 μ W | 3,4 cm | 5,9 cm | 8,4 cm | 18,7 cm |
1 μW | 7,65 cm | 13,3 cm | 18,7 cm | 41,9 cm |
5μW | 10,8 cm | 18,7 cm | 26,5 cm | 59,2 cm |
10 μW | ||||
Um die EIN- und AUS-Zustände des Laserlichtes mit
zufriedenstellendem Rauschabstand zu messen, d. h. zur Gewährleistung einer Empfangslichtleistung Pr von
etwa 5 μW, ist es gemäß den obigen Ausführungen erforderlich, die Leistung Po mit 5— 10 mW und den
Öffnungsdurchmesser D mit etwa 20 cm zu wählen. Die obigen Versuchdaten wurden unter folgenden Bedingungen ermittelt:
a) Sendelaser: Yttrium-Aluminium-Granat-Laser zur Erzeugung von Riesenimpulsen mit einer Leistung
von 10 —3OmW, einer Frequenz von 50 Hz und einer Impulsbreite von 10 ns.
b) Gesamtverlust des optischen Systems: 90% (Reflexionsvermögen des goldbedampften schwenkbaren
Spiegels 17: 80%; Durchlässigkeit des Fensters 13
am Eingang: 50%; Durchlässigkeit des Fensters auf
der Empfangsseite: 50%; Durchlässigkeit des Filters: 50%).
c) Durchlässigkeit im Ofen: 50%/m (Streukoeffizient λ=0,735 von Staub bei einer Wellenlänge von
so 1,06 μιη).
d) Länge des Lichtweges: 16,8 m.
e) Reflexionsvermögen der Oberfläche 12 der Füllung: 53%-
f) Öffnungsdurchmesser beim Lichtempfang: 20 cm.
g) lichtempfangs-Raumwinkel: 2^ χ 10~5 Sterad (minimum).
h) Empfängerelemente: Photodiodenbatterie 18 aus PIN-Süizium-Sperrschichtdioden (150 Elemente).
ω In den Figuren der Zeichnung ist nur ein Schnitt durch
den Hochofen 11 mit einem einzigen Querschnittsprofil
dargestellt In Wirklichkeit ist jedoch eine ähnliche Meßanordnung senkrecht zur Schnittebene vorgesehen.
Die Photodiodenbatterien 18 sind dabei zweidimensio
naL etwa in Matrixform angeordnet Die auf diese Weise
ermittelten Profile der senkrecht zueinander stehenden Querschnitte Befern ein genaueres Profil der Oberfläche
12 der Füllung im Hochofen 11. Zur Gewährleistung
eines noch genaueren Profils sind ähnliche Meßanordnungen für andere Querschnitte vorgesehen.
Eine andere Möglichkeit zur Bestimmung des Profils besteht darin, die Photodiodenbatterie 18 entsprechend
einer idealen Oberfläche der Füllung im Hochofen 11 anzuordnen. Dabei entsprechen die einzelnen lichtempfindlichen
Elemente der Photodiodenbatterie 18 jeweils speziellen Bereichen auf der Oberfläche 12 der Füllung.
Wenn dabei ein Teil der Oberfläche 12 konkav ist, trifft das von diesem konkaven Teil gestreute Licht nicht auf
das entsprechende Element der Photodiodenbatterie 18. Das Abtastbild der Oberfläche besitzt somit einen
unbelegten Teil an einer Stelle entsprechend dem konkaven Bereich der Oberfläche 12 der Füllung. Wenn
diese Oberfläche einen konvexen Bereich besitzt, liegt der Brennpunkt des von diesem konvexen Bereich
ausgehenden Streulichtes hinter der Photodiodenbatterie 18, so daß auch die Elemente, die um das dem
konvexen Bereich entsprechende Element herumliegen, das Streulicht empfangen.
Bei dieser Ausführungsform bewegt sich die Photodiodenbatterie 18 ebenso wie bei der oben beschriebenen
Ausführungsform entsprechend der Verlagerung der Oberfläche 12 der Füllung aufwärts und abwärts.
Eine weitere Möglichkeit zur Bestimmung des Profils der Oberfläche 12 der Füllung ergibt sich mit einem
Segmentabtastverfahren, bei dem die lichtempfindlichen Empfängerelemente der Photodiodenbatterie 18 in
Matrixform angeordnet sind und eine radiale Abtastung der Oberfläche erfolgt. Dabei kann im Vergleich zum
vorherigen Beispiel eine größere Fläche der Oberfläche 12 der Füllung abgetastet und somit ein genaueres Profil
ermittelt werden.
Wie sich aus den Versuchsergebnissen ergibt besitzt die oben beschriebene Vorrichtung zur Bestimmung des
Profils einer Füllung im Hochofen ein großes Auflösungsvermögen bei hoher Übertragungsleistung. Aus
diesem Grunde ist auch dann eine zweckmäßige Messung des Profils möglich, wenn die Vorrichtung
einen Ubertragungsverlust von etwa 10OdB besitzt Außerdem ist die Photodiodenbatterie 18 zweidimensional
angeordnet, so daß sie nicht durch Pseudoreflexionen beeinflußt wird. Die Messung erfolgt durch eine
berührungsfreie Abtastung, so daß das Meßobjekt ohne die geringste Beeinflussung durch die Vorrichtung
gemessen wird.
Die oben beschriebene Vorrichtung ist für eine
r> Direktmessung geeignet. Dabei werden die mit der
zweidimensionalen Photodiodenbatterie 18 gewonnenen numerischen Daten verarbeitet und mit einer
graphischen Anzeigetechnik dreidimensional dargestellt. Vom Inhalt der Anzeige kann eine Festkopie
ι» gewonnen werden.
Bei der beschriebenen Ausführungsform wird das optische Lichtempfangssystem als Fenster für den
Lichtempfang verwendet. Die Lichtübertragungs- und -empfangsfenster können jedoch auch durch ein und
π dasselbe Element gebildet werden, wobei in diesem
Falle die Photodiodenbatterie konkav ausgebildet wird.
Wenn der Brennpunkt des Streulichts sich an der
Vorderseite oder Rückseite der Photodiodenbatterie 18 befindet empfangen mehrere Empfängerelemente das
2" Streulicht. In diesem Falle erfolgt die Abtastung jedoch
ebenfalls kontinuierlich, so daß das Profil insgesamt genau bestimmt werden kann. Wenn außerdem die
Meßdaten von der Photodiodenbatterie auf einem Anzeigegerät graphisch wiedergegeben werden, kann
der Hochofen unter Beobachtung des Anzeigegeräts einwandfrei geregelt werden.
Eine weitere Abwandlung der vorstehend beschriebenen Vorrichtung besteht darin, daß für die Lichtübertragungs-
und -empfangsfenster die gleichen Elemente benutzt werden und ein reflektierender Spiegel an der
Rückseite des Fensters angeordnet wird, um das Streulicht auf die Photodiodenbatterie zu werfen. Die
als lichtempfindliche Empfängerelemente dienendea Photodioden können auch durch Ladungsverschiebeelemente
oder sogenannte CCD-Elemente ersetzt werden. In diesem Falle kann die Vorrichtung zur Bestimmung
des Profils so ausgelegt sein, daß die Meßdaten in den Ladungsverschiebeelementen gespeichert und diese
Elemente später zur Datenverarbeitung abgetastet werden. Anstelle der PIN-Silizium-Sperrschichtdioden
kann auch eine Avalanche-Photodiodenanordnung (APD-Anordnung) verwendet werden.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Vorrichtung.zur Bestimmung des Profils einer Füllung im Hochofen, mit einem Laser zur
Erzeugung von Laserstrahlen, mit einem Empfänger zur Aufnahme der von der Oberfläche der Füllung
reflektierten Laserstrahlen und mit einer Signalverarbeitungseinrichtung für die empfangenen Laserstrahlen, dadurch gekennzeichnet, daß im
Strahlengang zwischen dem Laser (15) und der Oberfläche (12) der Füllung ein schwenkbarer
Spiegel (17) angeordnet ist, der die Laserstrahlen (16) bei seiner Schwenkbewegung kontinuierlich
über die Oberfläche (12) der Füllung führt, und daß der Empfänger aus einer Batterie (18) von
Empfängerelementen besteht, die die reflektierten Laserstrahlen in elektrische Signale umwandeln,
welche der Signalverarbeitungseinrichtung (21—25) zugeführt werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bündelungslinse (14) im Strahlengang zwischen der Oberfläche (12) und dem als
Photodiodenbatterie (18) ausgebildeten Empfänger angeordnet ist, wobei letztere im Brennpunkt der
Bündelungslinse (14) liegt
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Photodiodenbatterie (18) aus einer
Vielzahl von in konkaver Konfiguration im Brennpunkt der reflektierten Laserstrahlen angeordneten
Photodioden besteht
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Photodiodenbatterie (18)
aus einer Vielzahl von PIN-Silizium-Sperrschichtdioden besteht
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß der Laser ein Yttrium-Aluminium-Granat-Laser (15) ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Batterie (18) aus einer Vielzahl von
in Reihe, gegebenenfalls in konkaver Konfiguration, angeordneten Ladungsverschiebeelementen besteht, die im Brennpunkt einer Bündelungslinse (14)
angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bündelungslinse (14) eine konvexe
Zylinderlinse ist
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1978
- 1978-11-02 DE DE19782847604 patent/DE2847604C2/de not_active Expired
Also Published As
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