JPH0672921B2 - 高炉の装入物プロフイ−ル計 - Google Patents
高炉の装入物プロフイ−ル計Info
- Publication number
- JPH0672921B2 JPH0672921B2 JP62065353A JP6535387A JPH0672921B2 JP H0672921 B2 JPH0672921 B2 JP H0672921B2 JP 62065353 A JP62065353 A JP 62065353A JP 6535387 A JP6535387 A JP 6535387A JP H0672921 B2 JPH0672921 B2 JP H0672921B2
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- Japan
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- blast furnace
- frequency component
- charge
- low
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、高炉炉口部における装入物のレベル高さ分布
即ち装入物のプロフィールを測定する装置に関する。
即ち装入物のプロフィールを測定する装置に関する。
（従来技術とその問題点） この種のプロフィール測定装置は第７図に示すようにFM
レーダを設けたランスＢを高炉内で移動させながらマイ
クロ波を装入物Ｃに投射し、複数の点で装入物Ｃの表面
とランスＢとの距離を測定して、装入物のブ呂フィール
を測定するものである。
レーダを設けたランスＢを高炉内で移動させながらマイ
クロ波を装入物Ｃに投射し、複数の点で装入物Ｃの表面
とランスＢとの距離を測定して、装入物のブ呂フィール
を測定するものである。
高炉装入物のマイクロ波反射率は低いので、高精度のプ
ロフィール測定は困難であり、従来第７図に示すような
測定データのチェック法が提唱されている。
ロフィール測定は困難であり、従来第７図に示すような
測定データのチェック法が提唱されている。
即ち第７図に示すように炉壁から炉心までのフル・スパ
ンを幾つかのブロックに分け、ブロック（ai）で得られ
たデータよりレベル変化率を計算し、次のブロック（ai
＋１）の測定値のチェックに使用する。
ンを幾つかのブロックに分け、ブロック（ai）で得られ
たデータよりレベル変化率を計算し、次のブロック（ai
＋１）の測定値のチェックに使用する。
処理はブロックai内の位置データx1,x2…x8とレベル・
データy1,y2…y8より最小二乗法により傾きamを次式に
従って変化率を演算する。
データy1,y2…y8より最小二乗法により傾きamを次式に
従って変化率を演算する。
次に現在の位置データxnからレベルを上の結果を用いて
予測する ｙｎ＝ａｍ（ｘｎ−ｘｎ−ａ）＋ｎ−ａ そして、両者を比較して偏差がある範囲内にある場合に
プロフィールを表わすデータを出力させる。
予測する ｙｎ＝ａｍ（ｘｎ−ｘｎ−ａ）＋ｎ−ａ そして、両者を比較して偏差がある範囲内にある場合に
プロフィールを表わすデータを出力させる。
従来技術では、一定距離だけ手前のレベル測定結果より
そのレベル変化率を計算し、現在のデータのチェックを
行うものであり、以下の問題点がある。
そのレベル変化率を計算し、現在のデータのチェックを
行うものであり、以下の問題点がある。
（１） 測定における最初のブロックにおけるデータは
チェックできず、測定値のバラツキがそのまま残留する （２） 上記のチェックされていない区間のデータを用
いて次の区間のデータをチェックすること （３）干渉現象等である区間内でのレベル変化率の誤差
が大きくなった場合、他のデータにその影響を及ぼすこ
と 以上の理由により、従来技術では測定精度を悪化させる
場合も考えられ、信頼性に乏しい。
チェックできず、測定値のバラツキがそのまま残留する （２） 上記のチェックされていない区間のデータを用
いて次の区間のデータをチェックすること （３）干渉現象等である区間内でのレベル変化率の誤差
が大きくなった場合、他のデータにその影響を及ぼすこ
と 以上の理由により、従来技術では測定精度を悪化させる
場合も考えられ、信頼性に乏しい。
（発明が解決すべき問題点） この発明は上述のように従来の技術ではプロフィールの
測定精度が低いという問題を解決するためになされたも
のであって、正確で、かつ精度の高い測定結果が得られ
るプロフィール計を提供することを目的とするものであ
る。
測定精度が低いという問題を解決するためになされたも
のであって、正確で、かつ精度の高い測定結果が得られ
るプロフィール計を提供することを目的とするものであ
る。
（問題点を解決する手段） この発明は、FMレーダを高炉内の装入物上方で移動させ
る手段と、FMレーダの高炉内における測定点位置を検出
する手段と、各測定点において得られるビート信号から
装入物までの距離を演算する距離演算手段とを備え、高
炉内の装入物のプロフィールを検出する高炉の装入物プ
ロフィール計において、ビート信号が入力され、ビート
信号の高周波成分を通過させる高域通過フィルタと、ビ
ート信号が入力され、ビート信号の低周波成分を通過さ
せる低域通過フィルタと、高域通過フィルタを通過した
高周波成分の振幅と低域通過フィルタを通過した低周波
成分の振幅との比（高周波成分／低周波成分）を検出す
る振幅比検出回路とを備え、上記振幅比が所定の閾値以
上の上記距離演算手段からの出力を用いて、装入物のプ
ロフィールを求めるようにしたことを特徴とする高炉の
装入物プロフィール計を提供するものである。
る手段と、FMレーダの高炉内における測定点位置を検出
する手段と、各測定点において得られるビート信号から
装入物までの距離を演算する距離演算手段とを備え、高
炉内の装入物のプロフィールを検出する高炉の装入物プ
ロフィール計において、ビート信号が入力され、ビート
信号の高周波成分を通過させる高域通過フィルタと、ビ
ート信号が入力され、ビート信号の低周波成分を通過さ
せる低域通過フィルタと、高域通過フィルタを通過した
高周波成分の振幅と低域通過フィルタを通過した低周波
成分の振幅との比（高周波成分／低周波成分）を検出す
る振幅比検出回路とを備え、上記振幅比が所定の閾値以
上の上記距離演算手段からの出力を用いて、装入物のプ
ロフィールを求めるようにしたことを特徴とする高炉の
装入物プロフィール計を提供するものである。
（実施例） 本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。第２図
に本発明の装置構成を示す。本装置は、炉径方向に走査
可能なランス１とランス１の駆動装置２とランス１の先
端部に搭載したマイクロ波レーダ３とその信号処理装置
４より成る。ランス１は、駆動装置２により炉６内を半
径方向に移動させることにより、炉内の任意の測定位置
を選択できる。第４図に示すように、ランス１を炉６内
で移動させることにより測定位置は複数個を選択でき、
これより装入物のレベル高さの分布を測定可能である。
に本発明の装置構成を示す。本装置は、炉径方向に走査
可能なランス１とランス１の駆動装置２とランス１の先
端部に搭載したマイクロ波レーダ３とその信号処理装置
４より成る。ランス１は、駆動装置２により炉６内を半
径方向に移動させることにより、炉内の任意の測定位置
を選択できる。第４図に示すように、ランス１を炉６内
で移動させることにより測定位置は複数個を選択でき、
これより装入物のレベル高さの分布を測定可能である。
第３図にマイクロ波レーダの構成を示す。レーダ３は、
フランジ3aを介してランス１の先端に固定される。レー
ダは、マイクロ波の送・受信を兼用するリフレクト・ホ
ーンアンテナ８とマイクロ波回路を収納するジャケット
10から成る。炉６内の粉塵がアンテナ内へ侵入すること
を防止するため、アンテナ８の開口部8aを防塵可能にシ
ールするマイクロ波窓９を設けている。マイクロ波窓９
としては、例えば石英ガラスを用いることができる。ま
た、炉内の高温からマイクロ波回路を保護するために回
路部分はジャケット10内に収納されジャケット10は水冷
パイプ11を介して送られる水による水冷方式となってい
る。なお12はマイクロ波回路部分に関する電気信号送受
用のケーブルを示す。
フランジ3aを介してランス１の先端に固定される。レー
ダは、マイクロ波の送・受信を兼用するリフレクト・ホ
ーンアンテナ８とマイクロ波回路を収納するジャケット
10から成る。炉６内の粉塵がアンテナ内へ侵入すること
を防止するため、アンテナ８の開口部8aを防塵可能にシ
ールするマイクロ波窓９を設けている。マイクロ波窓９
としては、例えば石英ガラスを用いることができる。ま
た、炉内の高温からマイクロ波回路を保護するために回
路部分はジャケット10内に収納されジャケット10は水冷
パイプ11を介して送られる水による水冷方式となってい
る。なお12はマイクロ波回路部分に関する電気信号送受
用のケーブルを示す。
第１図において例えばガン・ダイオードを用いたマイク
ロ波発振器13より発振されたマイクロ波は、分波器14,
スタブ・チューナ15を経てアンテナ８より送信される。
送入物から反射され再びアンテナ８で受信されたマイク
ロ波は、スタブ・チューナ15,分波器14を経て混合検波
器16に入る。一方、スタブ・チューナ15で反射した送信
波の一部も同様に混合検波器16へ入る。混合検波器16で
送信波と受信波は混合検波され、送入物のレベル高さに
対応するビート信号を生じる。一実施例において使用し
たマイクロ波発振周波数は、24.1GHz,発振パワーは約10
mWである。40はレベル高さ測定部である。混合検波器16
から得られたビート波は増幅器18を介してレベル高さ測
定部40の混合器41に印加される。正弦波発振器45から印
加される周波数f1なる正弦波と混合され、この混合波は
高域通過フィルタ42に通されて、混合波の上側帯波Wuが
分離され出力される。
ロ波発振器13より発振されたマイクロ波は、分波器14,
スタブ・チューナ15を経てアンテナ８より送信される。
送入物から反射され再びアンテナ８で受信されたマイク
ロ波は、スタブ・チューナ15,分波器14を経て混合検波
器16に入る。一方、スタブ・チューナ15で反射した送信
波の一部も同様に混合検波器16へ入る。混合検波器16で
送信波と受信波は混合検波され、送入物のレベル高さに
対応するビート信号を生じる。一実施例において使用し
たマイクロ波発振周波数は、24.1GHz,発振パワーは約10
mWである。40はレベル高さ測定部である。混合検波器16
から得られたビート波は増幅器18を介してレベル高さ測
定部40の混合器41に印加される。正弦波発振器45から印
加される周波数f1なる正弦波と混合され、この混合波は
高域通過フィルタ42に通されて、混合波の上側帯波Wuが
分離され出力される。
いまビート波Wdの電圧波形をEb、正弦波発振器45の出力
電圧波形をEr1とすると Ｅｂ＝Ａｂsin（２πｆｂｔ＋φｂ） （２） Ａｂ：ビート信号の電圧振幅 ｆｂ： 〃 中心周波数 φｂ： 〃 初期位相 Er1＝A1sin（２πf1t＋φ１） （３） で表される。また前記、上側帯波Wuの電圧波形は（４）
式で表される。
電圧波形をEr1とすると Ｅｂ＝Ａｂsin（２πｆｂｔ＋φｂ） （２） Ａｂ：ビート信号の電圧振幅 ｆｂ： 〃 中心周波数 φｂ： 〃 初期位相 Er1＝A1sin（２πf1t＋φ１） （３） で表される。また前記、上側帯波Wuの電圧波形は（４）
式で表される。
Ｅｕ＝Ａｕsin｛２π（ｆｂ＋f1）ｔ＋φ１＋φｂ｝
（４） 上記のようにして得られた上側帯波Wuは混合器43に印加
され、正弦波発振器47から印加される周波数f2なる正弦
波と混合され、この混合波は低域通過フィルタ44に通さ
れて、この混合波の下側帯波WLが分離され出力される。
（４） 上記のようにして得られた上側帯波Wuは混合器43に印加
され、正弦波発振器47から印加される周波数f2なる正弦
波と混合され、この混合波は低域通過フィルタ44に通さ
れて、この混合波の下側帯波WLが分離され出力される。
正弦波発振器47の出力電圧波形Er2は Er2＝A2sin（２πf2t＋φ２） （５） で表される。
したがって、上記混合波の下側帯波WLの電圧波形は
（６）式で示される。
（６）式で示される。
ＥＬ＝ＡＬsin｛２π（ｆｂ＋f1−f2）ｔ ＋φｂ＋φ１−φ２｝ （６） ＡＬ＝kAｂA1Aｕ k:混合器の変換定数 ここで、T1＝1/（f1−f2）と定義し、φ′＝φｂ＋φ１
−φ２と置き換えると、（６）式は次式のように変形さ
れる。
−φ２と置き換えると、（６）式は次式のように変形さ
れる。
（７）式と（２）式とを比較すると、下側帯波WLはもと
のビート波Wbにおいて初期位相項を周期T1で直線的に変
調したものである。
のビート波Wbにおいて初期位相項を周期T1で直線的に変
調したものである。
低域通過フィルタ44で得られた（７）式で示される下側
帯波WLはフィルタ48で高調波が除去されて、さらに波形
整形回路49で（７）式で表わされる下側帯波WLのゼロク
ロス点に対応したパルスを生じる。ここでは一例として
上記側帯波が−から＋へ立ち上るゼロクロス点をとる。
帯波WLはフィルタ48で高調波が除去されて、さらに波形
整形回路49で（７）式で表わされる下側帯波WLのゼロク
ロス点に対応したパルスを生じる。ここでは一例として
上記側帯波が−から＋へ立ち上るゼロクロス点をとる。
このパルスはカウンタ50に印加され、位相変調周期T1に
瓦って計数され、上記下側帯波の波の数が計数される。
瓦って計数され、上記下側帯波の波の数が計数される。
このカウンタ50の計数結果ΣＮは距離演算回路51に印加
され、送信波WSの周波数変調周期T2の１周期あたりの、
下側帯波WLの波の数ｎ（８）式により演算され、さらに
（９）式にもとづいて測距対象までの距離ｄが演算され
る。
され、送信波WSの周波数変調周期T2の１周期あたりの、
下側帯波WLの波の数ｎ（８）式により演算され、さらに
（９）式にもとづいて測距対象までの距離ｄが演算され
る。
ｎ＝ΣN/m （８） ｍ＝T1/T2 T1:位相変調周期 T2:周波数変調周期 ｄ＝ｎ×c/8△Ｆ （９） △F:送信波WSのFM最大周波数偏移 c:光速 60はビート信号の高周波成分と低周波数成分の振幅比を
測定する振幅比測定回路であり、次に示す回路を備えて
いる。増幅したビート信号は、高域通過フィルタ61と低
域通過フィルタ62により各々ビート信号の高周波成分と
低周波成分に分離する。
測定する振幅比測定回路であり、次に示す回路を備えて
いる。増幅したビート信号は、高域通過フィルタ61と低
域通過フィルタ62により各々ビート信号の高周波成分と
低周波成分に分離する。
各成分は、絶対値演算回路63,64と平均値演算回路65,66
により、その平均振幅を求める。両者は、除算器67へ入
力され、その比が定数ｋと比較器68により比較される。
その結果は、距離演算回路51へ入力され、振幅比が大な
る時、距離データを出力する。
により、その平均振幅を求める。両者は、除算器67へ入
力され、その比が定数ｋと比較器68により比較される。
その結果は、距離演算回路51へ入力され、振幅比が大な
る時、距離データを出力する。
上記構成装置を用いてランス１を高炉内で所定の複数の
位置へ移動して、装入物のレベルをそれぞれの位置で測
定し、そのレベルを距離演算回路51から求めて各位置で
その装入物のレベルをプロットする。これによって装入
物のプロフィールが得られる。第６図は従来のプロフィ
ール計による測定データをプロットしたものであり、装
入物によるマイクロ波の干渉効果により測定データにか
なりばらつきがある。
位置へ移動して、装入物のレベルをそれぞれの位置で測
定し、そのレベルを距離演算回路51から求めて各位置で
その装入物のレベルをプロットする。これによって装入
物のプロフィールが得られる。第６図は従来のプロフィ
ール計による測定データをプロットしたものであり、装
入物によるマイクロ波の干渉効果により測定データにか
なりばらつきがある。
一方、本発明の装置を用いて、ビート信号の高周波成分
の低周波成分に対する振幅比を求め、その比がある閾値
より小さいデータを除く回路を備えて実験した結果を第
５図に示す。本発明によれば第６図のものに比べばらつ
きが小さくなり、誤差の軽減効果が顕著であることが確
認できた。
の低周波成分に対する振幅比を求め、その比がある閾値
より小さいデータを除く回路を備えて実験した結果を第
５図に示す。本発明によれば第６図のものに比べばらつ
きが小さくなり、誤差の軽減効果が顕著であることが確
認できた。
（発明の効果） 以上詳述したように、この発明はFMレーダを用いた測距
装置によって、高炉の装入物のプロフィールを測定する
に際し、ビート波の高域成分を低域成分との振幅比を求
め、所定値以上のデータをプロフィールを表わすデータ
として用いるようにしたから、 （１） すべての距離測定データがその測定時間内のビ
ート信号の周波数スペクトル分布によりチェックされ
る。
装置によって、高炉の装入物のプロフィールを測定する
に際し、ビート波の高域成分を低域成分との振幅比を求
め、所定値以上のデータをプロフィールを表わすデータ
として用いるようにしたから、 （１） すべての距離測定データがその測定時間内のビ
ート信号の周波数スペクトル分布によりチェックされ
る。
（２） 高周波成分の低周波成分に対する比を求め、そ
れによりチェックを行っているので、レーダ回路内の不
要反射波が高炉内ダストのレーダアンテナ部への付着等
により変化しても信頼性の高い測定が可能となり保全性
が高まる。などの効果があり、結果的にバラツキの少な
い正確なプロフィールデータが得られる。
れによりチェックを行っているので、レーダ回路内の不
要反射波が高炉内ダストのレーダアンテナ部への付着等
により変化しても信頼性の高い測定が可能となり保全性
が高まる。などの効果があり、結果的にバラツキの少な
い正確なプロフィールデータが得られる。
第１図はこの発明のプロフィール計の一実施例を示すブ
ロック図、第２図は第１図のプロフィール計が適用され
るFMレーダ測定装置の構成を示す正面図、第３図はFMレ
ーダ部の詳細を示す断面図、第４図は本発明装置の測定
方法を示す断面図、第５図は本発明のプロフィール計に
より得られた測定結果を示すグラフ、第６図は従来のプ
ロフィール計により得られた測定結果を示すグラフ、第
７図はFMレーダによる高炉装入物のレベル高さ測定方法
を示す図である。 １……ランス、８……アンテナ、16……混合検波器、40
……レベル高さ検出回路、 51……距離演算回路、61……高域通過フィルタ、62……
低域通過フィルタ、67……除算器、 68……比較器。
ロック図、第２図は第１図のプロフィール計が適用され
るFMレーダ測定装置の構成を示す正面図、第３図はFMレ
ーダ部の詳細を示す断面図、第４図は本発明装置の測定
方法を示す断面図、第５図は本発明のプロフィール計に
より得られた測定結果を示すグラフ、第６図は従来のプ
ロフィール計により得られた測定結果を示すグラフ、第
７図はFMレーダによる高炉装入物のレベル高さ測定方法
を示す図である。 １……ランス、８……アンテナ、16……混合検波器、40
……レベル高さ検出回路、 51……距離演算回路、61……高域通過フィルタ、62……
低域通過フィルタ、67……除算器、 68……比較器。
Claims (1)
- 【請求項１】FMレーダを高炉内の装入物上方で移動させ
る手段と、FMレーダの高炉内における測定点位置を検出
する手段と、 各測定点において得られるビート信号から装入物までの
距離を演算する距離演算手段とを備え、 高炉内の装入物のプロフィールを検出する高炉の装入物
プロフィール計において、 ビート信号が入力され、ビート信号の高周波成分を通過
させる高域通過フィルタと、ビート信号が入力され、ビ
ート信号の低周波成分を通過させる低域通過フィルタ
と、高域通過フィルタを通過した高周波成分の振幅と低
域通過フィルタを通過した低周波成分の振幅との比（高
周波成分／低周波成分）を検出する振幅比検出回路とを
備え、上記振幅比が所定の閾値以上の上記距離演算手段
からの出力を用いて、装入物のプロフィールを求めるよ
うにしたことを特徴とする高炉の装入物プロフィール
計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62065353A JPH0672921B2 (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | 高炉の装入物プロフイ−ル計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62065353A JPH0672921B2 (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | 高炉の装入物プロフイ−ル計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63229384A JPS63229384A (ja) | 1988-09-26 |
| JPH0672921B2 true JPH0672921B2 (ja) | 1994-09-14 |
Family
ID=13284505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62065353A Expired - Fee Related JPH0672921B2 (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | 高炉の装入物プロフイ−ル計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0672921B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2382511B1 (es) * | 2012-03-14 | 2012-12-28 | La Farga Rod, S.L. | Sistema de carga de cátodos de cobre automatizado y procedimiento de utilización |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0112216Y2 (ja) * | 1980-04-15 | 1989-04-10 | ||
| JPS587578A (ja) * | 1981-07-06 | 1983-01-17 | Fujitsu Ten Ltd | Ｆｍ−ｃｗレ−ダ |
| JPS59187780U (ja) * | 1983-05-31 | 1984-12-13 | 川崎製鉄株式会社 | マイクロ波距離測定装置 |
-
1987
- 1987-03-18 JP JP62065353A patent/JPH0672921B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63229384A (ja) | 1988-09-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |