JPH1152049A - 炉内の湯面レベル計測装置 - Google Patents
炉内の湯面レベル計測装置Info
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- JPH1152049A JPH1152049A JP9205589A JP20558997A JPH1152049A JP H1152049 A JPH1152049 A JP H1152049A JP 9205589 A JP9205589 A JP 9205589A JP 20558997 A JP20558997 A JP 20558997A JP H1152049 A JPH1152049 A JP H1152049A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 湯面の浮遊物があった場合においても、正常
に湯面レベル計測を行うことができるようにした炉内の
湯面レベル計測装置を提供する。 【解決手段】 マイクロ波レーダ装置１２と、マイクロ
波レーダ装置１２による１回の計測に際して複数個のレ
ベル計測値を収集し、その収集処理を所定時間繰り返し
て行うレベル計測値収集器１３と、レベル計測値収集器
１３により収集されたレベル計測値の度数分布演算を行
い、レベル計測値の度数分布に基づいて湯面レベルを求
める度数分布演算器１４とを備えたものであり、浮遊物
と湯面とを識別して湯面レベル計測を高精度に計測す
る。
に湯面レベル計測を行うことができるようにした炉内の
湯面レベル計測装置を提供する。 【解決手段】 マイクロ波レーダ装置１２と、マイクロ
波レーダ装置１２による１回の計測に際して複数個のレ
ベル計測値を収集し、その収集処理を所定時間繰り返し
て行うレベル計測値収集器１３と、レベル計測値収集器
１３により収集されたレベル計測値の度数分布演算を行
い、レベル計測値の度数分布に基づいて湯面レベルを求
める度数分布演算器１４とを備えたものであり、浮遊物
と湯面とを識別して湯面レベル計測を高精度に計測す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波レーダ
装置を用いて転炉、電気炉、溶融還元炉等における炉内
の溶銑又は溶鋼湯面のレベル計測を行う炉内の湯面レベ
ル計測装置に関するものである。
装置を用いて転炉、電気炉、溶融還元炉等における炉内
の溶銑又は溶鋼湯面のレベル計測を行う炉内の湯面レベ
ル計測装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、転炉の操業では炉内へ装入した
全装入量（溶銑量とスクラップ量の合計量）によって適
正なランス高さ及びサブランス浸せき深さ（サブランス
停止高さ）をプリセットする必要がある。ランス高さが
適正でない状態で操業を行った場合に、ランスが溶鋼へ
近くなり過ぎればハードブローとなり、溶鋼の飛散、全
出鋼歩留の低下及び熱によるランス寿命の低下等の悪影
響が起こる。また、ランスが溶鋼から離れすぎるとソフ
トブローとなり、送酸効率の低下による操業時間の長期
化や、スラグへの過剰酸素供給によるスロッピング発生
が起きる確率が高まり、安定操業に支障をきたすことに
なる。また、サブランスの浸漬深さが適正でない場合に
は、吹錬途中でのサブランスによるサンプリングが不良
になる確率が高くなり、吹錬末期での成分コントロール
ができなくなってしまう。したがって、転炉にて安定操
業を行うためには、転炉炉内の湯面レベルを適正に把握
する必要がある。このため、転炉炉内の湯面レベルを定
量的に計測する技術が考えられており、その技術として
は、粉塵・火炎の存在する転炉炉内の計測環境条件下で
も直進して伝搬するマイクロ波を利用したレーダ方式の
レベル計が主に試みられている。
全装入量（溶銑量とスクラップ量の合計量）によって適
正なランス高さ及びサブランス浸せき深さ（サブランス
停止高さ）をプリセットする必要がある。ランス高さが
適正でない状態で操業を行った場合に、ランスが溶鋼へ
近くなり過ぎればハードブローとなり、溶鋼の飛散、全
出鋼歩留の低下及び熱によるランス寿命の低下等の悪影
響が起こる。また、ランスが溶鋼から離れすぎるとソフ
トブローとなり、送酸効率の低下による操業時間の長期
化や、スラグへの過剰酸素供給によるスロッピング発生
が起きる確率が高まり、安定操業に支障をきたすことに
なる。また、サブランスの浸漬深さが適正でない場合に
は、吹錬途中でのサブランスによるサンプリングが不良
になる確率が高くなり、吹錬末期での成分コントロール
ができなくなってしまう。したがって、転炉にて安定操
業を行うためには、転炉炉内の湯面レベルを適正に把握
する必要がある。このため、転炉炉内の湯面レベルを定
量的に計測する技術が考えられており、その技術として
は、粉塵・火炎の存在する転炉炉内の計測環境条件下で
も直進して伝搬するマイクロ波を利用したレーダ方式の
レベル計が主に試みられている。
【０００３】従来のマイクロ波レーダ方式によるレベル
計測の一例として特開昭６３−２１５８４号公報に開示
されているものがある。そのレベル計測においては、搬
送周波数１０ＧＨｚ程度のマイクロ波ＦＭＣＷ（Freque
ncy Modulation ContinuousWave）方式のレーダのアン
テナを転炉炉体上方に固定して溶鋼湯面に向けてマイク
ロ波を送信し、この信号が湯面表面で反射して再びアン
テナで受信されるまでの往復の伝搬時間における周波数
偏差を計測し、これを距離に換算して湯面レベルを計測
している。しかしながら、炉内は狭い空間で炉口等から
の電波反射物が存在するため、炉内にマイクロ波を送信
するとマルチパス反射波を含む不要な反射波が発生する
ので、この不要反射波を除去して湯面からの反射波とス
クラップからの反射信号とを識別し、それぞれを正確に
計測するのは困難であった。
計測の一例として特開昭６３−２１５８４号公報に開示
されているものがある。そのレベル計測においては、搬
送周波数１０ＧＨｚ程度のマイクロ波ＦＭＣＷ（Freque
ncy Modulation ContinuousWave）方式のレーダのアン
テナを転炉炉体上方に固定して溶鋼湯面に向けてマイク
ロ波を送信し、この信号が湯面表面で反射して再びアン
テナで受信されるまでの往復の伝搬時間における周波数
偏差を計測し、これを距離に換算して湯面レベルを計測
している。しかしながら、炉内は狭い空間で炉口等から
の電波反射物が存在するため、炉内にマイクロ波を送信
するとマルチパス反射波を含む不要な反射波が発生する
ので、この不要反射波を除去して湯面からの反射波とス
クラップからの反射信号とを識別し、それぞれを正確に
計測するのは困難であった。
【０００４】そこで、本出願人は、上記のような問題点
を解決すべく、特願昭６３−２５０７８４号に係る特許
出願又は特公平８−２６３８７号公報において転炉内の
スラグレベルの新たな計測方法を提案した。その計測方
法は、擬似ランダム信号の一種であるＭ系列信号を利用
したマイクロ波Ｍ系列レーダ方式の計測法である。その
概要を説明すると、パターンは同一で周波数のわずかに
異なる２つのＭ系列信号を使用し、数十ＧＨｚのマイク
ロ波信号或いはミリ波信号を搬送波として、搬送波を第
１のＭ系列信号で位相変調した信号を送信信号として炉
上部に設置されたアンテナにより送信し、そして、受信
した湯面からの反射信号に対して、変調に使用したＭ系
列信号と周波数がわずかに異なる第２のＭ系列信号の乗
算と搬送波のコヒーレント検波を行い湯面からの反射信
号を高感度に検出し、この信号をローパスフィルタによ
って積分し、検知信号としてパルス信号を得る。そし
て、第１のＭ系列信号と第２のＭ系列信号とを乗算し、
ローパスフィルターによって積分し、時間基準としてパ
ルス信号を得て、この時間基準信号と検知信号のパルス
間の時間間隔からアンテナと湯面の間の信号伝搬にかか
る送受信間の信号の時間遅れを計測し、アンテナから湯
面までの距離を算出し、更に、算出された距離の平均値
を求めることにより、炉内の湯面の位置を計測するよう
にしたものである。
を解決すべく、特願昭６３−２５０７８４号に係る特許
出願又は特公平８−２６３８７号公報において転炉内の
スラグレベルの新たな計測方法を提案した。その計測方
法は、擬似ランダム信号の一種であるＭ系列信号を利用
したマイクロ波Ｍ系列レーダ方式の計測法である。その
概要を説明すると、パターンは同一で周波数のわずかに
異なる２つのＭ系列信号を使用し、数十ＧＨｚのマイク
ロ波信号或いはミリ波信号を搬送波として、搬送波を第
１のＭ系列信号で位相変調した信号を送信信号として炉
上部に設置されたアンテナにより送信し、そして、受信
した湯面からの反射信号に対して、変調に使用したＭ系
列信号と周波数がわずかに異なる第２のＭ系列信号の乗
算と搬送波のコヒーレント検波を行い湯面からの反射信
号を高感度に検出し、この信号をローパスフィルタによ
って積分し、検知信号としてパルス信号を得る。そし
て、第１のＭ系列信号と第２のＭ系列信号とを乗算し、
ローパスフィルターによって積分し、時間基準としてパ
ルス信号を得て、この時間基準信号と検知信号のパルス
間の時間間隔からアンテナと湯面の間の信号伝搬にかか
る送受信間の信号の時間遅れを計測し、アンテナから湯
面までの距離を算出し、更に、算出された距離の平均値
を求めることにより、炉内の湯面の位置を計測するよう
にしたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】転炉での操業では、溶
銑及びスクラップの他に、吹錬開始前に炉内へ缶合金
（缶ドラム等に入れた合金鉄）を装入する場合があり、
この缶合金及びスクラップの一部は溶銑面上に浮遊し、
炉底からの底吹きガスにより湯面及び浮遊物は、変動し
ている。擬似ランダム信号処理を利用したマイクロ波レ
ーダ方式によれば、第１の擬似ランダム信号によって位
相変調された搬送波を送信し、湯面又は浮遊物から反射
された受信信号は、第１の擬似ランダム信号と同一パタ
ーンで周波数の近接した第２の擬似ランダム信号により
相関処理した搬送波を得ることによって、湯面からの検
出信号と基準信号との間の計測時間を時間軸上できわめ
て大きく拡大させることができ、湯面からの距離を精度
良く計測できるのみならず、湯面からの所望反射信号と
浮遊物からの反射信号は、検出信号の発生時間軸上で明
確に分離することができる。
銑及びスクラップの他に、吹錬開始前に炉内へ缶合金
（缶ドラム等に入れた合金鉄）を装入する場合があり、
この缶合金及びスクラップの一部は溶銑面上に浮遊し、
炉底からの底吹きガスにより湯面及び浮遊物は、変動し
ている。擬似ランダム信号処理を利用したマイクロ波レ
ーダ方式によれば、第１の擬似ランダム信号によって位
相変調された搬送波を送信し、湯面又は浮遊物から反射
された受信信号は、第１の擬似ランダム信号と同一パタ
ーンで周波数の近接した第２の擬似ランダム信号により
相関処理した搬送波を得ることによって、湯面からの検
出信号と基準信号との間の計測時間を時間軸上できわめ
て大きく拡大させることができ、湯面からの距離を精度
良く計測できるのみならず、湯面からの所望反射信号と
浮遊物からの反射信号は、検出信号の発生時間軸上で明
確に分離することができる。
【０００６】しかしながら、上記の計測方法において
は、測定対象範囲で計測した反射波の内最も信号強度が
高い信号データを平均化することにより湯面レベルを算
出しているため、湯面の浮遊物からの反射信号があり、
その反射信号の信号レベルが高い場合には、この信号を
湯面からの反射信号と捉えてしまい、溶銑湯面の正確な
レベル計測不可能となってしまう、という問題点があ
る。
は、測定対象範囲で計測した反射波の内最も信号強度が
高い信号データを平均化することにより湯面レベルを算
出しているため、湯面の浮遊物からの反射信号があり、
その反射信号の信号レベルが高い場合には、この信号を
湯面からの反射信号と捉えてしまい、溶銑湯面の正確な
レベル計測不可能となってしまう、という問題点があ
る。
【０００７】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたものであり、湯面の浮遊物があった場合
においても正常に湯面レベル計測を行うことができるよ
うにした炉内の湯面レベル計測装置を提供することを目
的とする。
ためになされたものであり、湯面の浮遊物があった場合
においても正常に湯面レベル計測を行うことができるよ
うにした炉内の湯面レベル計測装置を提供することを目
的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る炉内の湯面
レベル計測装置（請求項１）は、マイクロ波レーダ装置
と、マイクロ波レーダ装置による１回の計測に際して複
数個のレベル計測値を収集し、その収集処理を所定時間
繰り返して行う計測値収集手段と、計測値収集手段によ
り収集されたレベル計測値の度数分布演算を行い、レベ
ル計測値の度数分布に基づいて湯面レベルを求める演算
手段とを有するものである。ここで、マイクロ波レーダ
装置は、従来のものと同一であるが、次のａ〜ｉの構成
からなっている。 ａ．第１の擬似ランダム信号を発生する手段。 ｂ．第１の擬似ランダム信号と同一パターンで周波数の
わずかに異なる第２の擬似ランダム信号を発生する手
段。 ｃ．第１の擬似ランダム信号と第２の擬似ランダム信号
との乗算を行う第１の乗算器。 ｄ．搬送波を発生する手段。 ｅ．第１の擬似ランダム信号により搬送波を変調した信
号を送信信号とし、炉上部に設置された送信アンテナか
ら溶銑又は溶鋼湯面に送信する送信手段。 ｆ．湯面から反射信号を炉上部に設置された受信アンテ
ナにより受信して受信信号を得る受信手段。 ｇ．受信手段の出力と第２の擬似ランダム信号との乗算
を行う第２の乗算器。 ｈ．第２の乗算器より出力される搬送波を検波して検出
信号を出力する手段。 ｉ．前記検出信号の時系列パターンと第１の乗算器より
出力される乗算値の時系列パターンとの時間差を測定し
てレベル計測値を出力する手段。
レベル計測装置（請求項１）は、マイクロ波レーダ装置
と、マイクロ波レーダ装置による１回の計測に際して複
数個のレベル計測値を収集し、その収集処理を所定時間
繰り返して行う計測値収集手段と、計測値収集手段によ
り収集されたレベル計測値の度数分布演算を行い、レベ
ル計測値の度数分布に基づいて湯面レベルを求める演算
手段とを有するものである。ここで、マイクロ波レーダ
装置は、従来のものと同一であるが、次のａ〜ｉの構成
からなっている。 ａ．第１の擬似ランダム信号を発生する手段。 ｂ．第１の擬似ランダム信号と同一パターンで周波数の
わずかに異なる第２の擬似ランダム信号を発生する手
段。 ｃ．第１の擬似ランダム信号と第２の擬似ランダム信号
との乗算を行う第１の乗算器。 ｄ．搬送波を発生する手段。 ｅ．第１の擬似ランダム信号により搬送波を変調した信
号を送信信号とし、炉上部に設置された送信アンテナか
ら溶銑又は溶鋼湯面に送信する送信手段。 ｆ．湯面から反射信号を炉上部に設置された受信アンテ
ナにより受信して受信信号を得る受信手段。 ｇ．受信手段の出力と第２の擬似ランダム信号との乗算
を行う第２の乗算器。 ｈ．第２の乗算器より出力される搬送波を検波して検出
信号を出力する手段。 ｉ．前記検出信号の時系列パターンと第１の乗算器より
出力される乗算値の時系列パターンとの時間差を測定し
てレベル計測値を出力する手段。
【０００９】本発明に係る炉内の湯面レベル計測装置
（請求項２）において、計測値収集手段は、マイクロ波
レーダ装置の検出信号（受信強度信号）の信号レベルが
任意の設定値より低い場合は、そのレベル計測値は無視
して収集処理を行わない。本発明に係る炉内の湯面レベ
ル計測装置（請求項３）において、演算手段は、収集さ
れた全てのレベル計測値について所定間隔の区間による
度数分布を算出してその度数分布から極点を求め、そし
て、その極点の個数に応じて採用する極点を決定し、度
数分布上において、採用された極点について平均化処理
を施して湯面レベルを求める。
（請求項２）において、計測値収集手段は、マイクロ波
レーダ装置の検出信号（受信強度信号）の信号レベルが
任意の設定値より低い場合は、そのレベル計測値は無視
して収集処理を行わない。本発明に係る炉内の湯面レベ
ル計測装置（請求項３）において、演算手段は、収集さ
れた全てのレベル計測値について所定間隔の区間による
度数分布を算出してその度数分布から極点を求め、そし
て、その極点の個数に応じて採用する極点を決定し、度
数分布上において、採用された極点について平均化処理
を施して湯面レベルを求める。
【００１０】本発明においては、転炉へ溶銑、スクラッ
プ又は缶合金を装入後、転炉上部フードのサブランス孔
に設置された例えば移動型のマイクロ波送受信アンテナ
より、炉内へ向けマイクロ波を送信する。マイクロ波レ
ーダ装置は、１回の計測において、複数の受信信号につ
いてそれぞれレベル計測を行い、その計測を繰り返す。
そして、計測値収集手段は１回の計測に際してマイクロ
波レーダ装置からの所定数のレベル計測値を収集し、そ
の収集を所定時間繰り返す。演算手段は、その収集され
たレベル計測値について度数分布展開を行い、その度数
分布から湯面レベルを求めることで、浮遊物による影響
を排除する。そして、計測値収集手段がレベル計測値を
収集する際には、マイクロ波レーダ装置からの検出信号
の信号レベルが任意の設定値より低い場合には、そのレ
ベル計測値は無視して収集処理を行わないようにして誤
差の発生を未然に防止する。また、演算手段は、上記の
度数分布上において採用された極点について平均化処理
を施して湯面レベルを求めるようにしているので、高精
度な計測が可能になっている。ここで計測された湯面レ
ベルは、ＣＲＴに表示され或いは上位計算機へ自動的に
通知される。
プ又は缶合金を装入後、転炉上部フードのサブランス孔
に設置された例えば移動型のマイクロ波送受信アンテナ
より、炉内へ向けマイクロ波を送信する。マイクロ波レ
ーダ装置は、１回の計測において、複数の受信信号につ
いてそれぞれレベル計測を行い、その計測を繰り返す。
そして、計測値収集手段は１回の計測に際してマイクロ
波レーダ装置からの所定数のレベル計測値を収集し、そ
の収集を所定時間繰り返す。演算手段は、その収集され
たレベル計測値について度数分布展開を行い、その度数
分布から湯面レベルを求めることで、浮遊物による影響
を排除する。そして、計測値収集手段がレベル計測値を
収集する際には、マイクロ波レーダ装置からの検出信号
の信号レベルが任意の設定値より低い場合には、そのレ
ベル計測値は無視して収集処理を行わないようにして誤
差の発生を未然に防止する。また、演算手段は、上記の
度数分布上において採用された極点について平均化処理
を施して湯面レベルを求めるようにしているので、高精
度な計測が可能になっている。ここで計測された湯面レ
ベルは、ＣＲＴに表示され或いは上位計算機へ自動的に
通知される。
【００１１】
【発明の実施形態】図１は本発明の実施の形態に係る炉
内の湯面レベル計測装置の回路構成を示したブロック図
である。図１において、１０は送信アンテナ、１１は受
信アンテナ、１２はマイクロ波レーダ装置、１３はレベ
ル計測値収集器、１４は度数分布演算器、１５は表示部
であり、レベル計測値収集器１３及び度数分布演算器１
４は本実施形態の主要部をなすものである。
内の湯面レベル計測装置の回路構成を示したブロック図
である。図１において、１０は送信アンテナ、１１は受
信アンテナ、１２はマイクロ波レーダ装置、１３はレベ
ル計測値収集器、１４は度数分布演算器、１５は表示部
であり、レベル計測値収集器１３及び度数分布演算器１
４は本実施形態の主要部をなすものである。
【００１２】図２は図１の炉内の湯面レベル計測装置を
転炉に設置した場合の状態を示す説明図である。図２に
おいて、２１は転炉、２２２は溶銑、２３は浮遊物、２
４は排ガスフード、２５はランス、２６はサブランス、
２７はサブランス孔、２８は図１の炉内の湯面レベル計
測装置である。この湯面レベル計測装置２８は導波管２
９を介して送信アンテナ１０及び受信アンテナ１１に接
続されており、両アンテナ１０，１１はサブランス孔２
７の上部のスライドするテーブル（図示せず）上に設置
され、計測時にこのサブランス孔２７より炉内の湯面レ
ベルの計測を行う。
転炉に設置した場合の状態を示す説明図である。図２に
おいて、２１は転炉、２２２は溶銑、２３は浮遊物、２
４は排ガスフード、２５はランス、２６はサブランス、
２７はサブランス孔、２８は図１の炉内の湯面レベル計
測装置である。この湯面レベル計測装置２８は導波管２
９を介して送信アンテナ１０及び受信アンテナ１１に接
続されており、両アンテナ１０，１１はサブランス孔２
７の上部のスライドするテーブル（図示せず）上に設置
され、計測時にこのサブランス孔２７より炉内の湯面レ
ベルの計測を行う。
【００１３】図１のマイクロ波レーダ装置１２の構成
は、上述の特願昭６３−２５０７８４号に係る特許出願
及び特公平８−２６３８７号公報に提案されているもの
と同じであるが、ここではその概要を説明するものとす
る。
は、上述の特願昭６３−２５０７８４号に係る特許出願
及び特公平８−２６３８７号公報に提案されているもの
と同じであるが、ここではその概要を説明するものとす
る。
【００１４】図１の擬似ランダム信号発生器３８，３９
の出力信号は、全く同一パターンの信号であるが、クロ
ック発生器３６，３７から供給されるクロック周波数が
わずかに異なるため、その１周期もわずかに異ってい
る。ここではクロック発生器３６の発生周波数ｆ1 を10
0.004MHz、クロック発生器３７の発生周波数ｆ2 を99.9
96MHz とし、その周波数差をｆ1 −ｆ2 ＝８kHz として
いる。擬似ランダム信号発生器３８の出力Ｍ1 は乗算器
４０及び３３に、また、擬似ランダム信号発生器３９の
出力Ｍ2 は乗算器４０及び４３にそれぞれ供給される。
搬送波発生器３１は例えば周波数約１７GHz のマイクロ
波を発振し、その出力信号は分配器３２により分配さ
れ、乗算器３３及びハイブリッド結合器３５に供給され
る。乗算器３３は例えばダブルバランスドミクサにより
構成され、分配器３２より入力される周波数約１７GHz
の搬送波と、擬似ランダム信号発生器３８より入力され
るＭ系列信号Ｍ1 との乗算を行ない、搬送波を位相変調
したスペクトル拡散信号を出力し、送信器３４へ供給す
る。送信器３４は入力されたスペクトル拡散信号を電力
増幅し、送信アンテナ１０を介して電磁波に変換し、転
炉２１内に向けて放射する。
の出力信号は、全く同一パターンの信号であるが、クロ
ック発生器３６，３７から供給されるクロック周波数が
わずかに異なるため、その１周期もわずかに異ってい
る。ここではクロック発生器３６の発生周波数ｆ1 を10
0.004MHz、クロック発生器３７の発生周波数ｆ2 を99.9
96MHz とし、その周波数差をｆ1 −ｆ2 ＝８kHz として
いる。擬似ランダム信号発生器３８の出力Ｍ1 は乗算器
４０及び３３に、また、擬似ランダム信号発生器３９の
出力Ｍ2 は乗算器４０及び４３にそれぞれ供給される。
搬送波発生器３１は例えば周波数約１７GHz のマイクロ
波を発振し、その出力信号は分配器３２により分配さ
れ、乗算器３３及びハイブリッド結合器３５に供給され
る。乗算器３３は例えばダブルバランスドミクサにより
構成され、分配器３２より入力される周波数約１７GHz
の搬送波と、擬似ランダム信号発生器３８より入力され
るＭ系列信号Ｍ1 との乗算を行ない、搬送波を位相変調
したスペクトル拡散信号を出力し、送信器３４へ供給す
る。送信器３４は入力されたスペクトル拡散信号を電力
増幅し、送信アンテナ１０を介して電磁波に変換し、転
炉２１内に向けて放射する。
【００１５】送信アンテナ１０から転炉２１内に向けて
放射された電磁波は湯面で反射され、受信アンテナ１１
を介して電気信号に変換され受信器４２へ入力される。
受信器４２へ入力信号が供給されるタイミングは、送信
アンテナ１０から電磁波が放射されたタイミングから、
電磁波が転炉２１内の湯面までの距離を往復し、受信ア
ンテナ１１に到達するまでの電磁波の伝播時間だけ遅延
している。受信器４２は入力信号を増幅し乗算器４３へ
供給する。
放射された電磁波は湯面で反射され、受信アンテナ１１
を介して電気信号に変換され受信器４２へ入力される。
受信器４２へ入力信号が供給されるタイミングは、送信
アンテナ１０から電磁波が放射されたタイミングから、
電磁波が転炉２１内の湯面までの距離を往復し、受信ア
ンテナ１１に到達するまでの電磁波の伝播時間だけ遅延
している。受信器４２は入力信号を増幅し乗算器４３へ
供給する。
【００１６】一方、乗算器４０は、擬似ランダム信号発
生器３８及び３９からそれぞれ入力されたＭ系列信号Ｍ
1 とＭ2 とを乗算し、その乗算値の時系列信号はローパ
スフィルタ４１へ供給される。ローパスフィルタ４１は
周波数の帯域制限を行なうことにより一種の積分機能を
有し、両信号の相関演算値の積分信号として両信号の位
相が一致している場合にはパルス状信号を出力する。ま
た両信号の位相が不一致の場合には出力は零となる。従
って、ローパスフィルタ４１からは周期的に図３に示さ
れるパルス状信号が発生する。このパルス状信号は時刻
の基準信号として時間測定器５２へ供給される。この基
準信号の周期ＴB は、本実施形態の場合は擬似ランダム
信号を７ビットのＭ系列信号Ｍ1 及びＭ2 としたので、
１周期の波数Ｎは２7 −１＝127 であり、ｆ1 ＝100.00
4MHz、ｆ2 ＝99.996MHz であるので、ＴB ＝15.875msと
なる。
生器３８及び３９からそれぞれ入力されたＭ系列信号Ｍ
1 とＭ2 とを乗算し、その乗算値の時系列信号はローパ
スフィルタ４１へ供給される。ローパスフィルタ４１は
周波数の帯域制限を行なうことにより一種の積分機能を
有し、両信号の相関演算値の積分信号として両信号の位
相が一致している場合にはパルス状信号を出力する。ま
た両信号の位相が不一致の場合には出力は零となる。従
って、ローパスフィルタ４１からは周期的に図３に示さ
れるパルス状信号が発生する。このパルス状信号は時刻
の基準信号として時間測定器５２へ供給される。この基
準信号の周期ＴB は、本実施形態の場合は擬似ランダム
信号を７ビットのＭ系列信号Ｍ1 及びＭ2 としたので、
１周期の波数Ｎは２7 −１＝127 であり、ｆ1 ＝100.00
4MHz、ｆ2 ＝99.996MHz であるので、ＴB ＝15.875msと
なる。
【００１７】また、乗算器４３へは受信器４２からの受
信信号と、擬似ランダム信号発生器３９からのＭ系列信
号Ｍ2 とが入力され、両信号の乗算が行なわれる。この
乗算器４３の乗算結果は、第１のＭ系列信号Ｍ1 により
送信用搬送波が位相変調される受信信号の被変調位相
と、第２のＭ系列信号Ｍ2 の位相とが一致している場合
は位相の揃った搬送波信号として出力され、受信信号の
被変調位相とＭ系列信号Ｍ2 の位相とが異なるときに
は、位相のランダムな搬送波として出力され、分配器４
４へ供給される。
信信号と、擬似ランダム信号発生器３９からのＭ系列信
号Ｍ2 とが入力され、両信号の乗算が行なわれる。この
乗算器４３の乗算結果は、第１のＭ系列信号Ｍ1 により
送信用搬送波が位相変調される受信信号の被変調位相
と、第２のＭ系列信号Ｍ2 の位相とが一致している場合
は位相の揃った搬送波信号として出力され、受信信号の
被変調位相とＭ系列信号Ｍ2 の位相とが異なるときに
は、位相のランダムな搬送波として出力され、分配器４
４へ供給される。
【００１８】分配器４４は入力信号を２つに分配し、そ
の分配出力Ｒ1 及びＲ2 をそれぞれ乗算器４５及び４６
へ供給する。分配器３２より送信用搬送波の一部が供給
されたハイブリッド結合器３５は、入力信号に対して同
相成分の（位相０度の）信号Ｉと、直角成分の（位相９
０度の）信号Ｑとを出力し、それぞれ乗算器４５及び４
６へ供給する。乗算器４５はハイブリッド結合器３５よ
り入力する信号Ｉ（即ち搬送波発振器３１の出力と同相
の信号）と、分配器４４より入力する前記信号Ｒ1 との
乗算を行ない、同様に乗算器４６は入力する信号Ｑ（即
ち搬送波発振器３１の出力と９０度位相の異なる信号）
と前記信号Ｒ2 との乗算を行ない、それぞれ受信信号中
の位相０度成分（Ｉ・Ｒ1 ）と位相９０度成分（Ｑ・Ｒ
2 ）とを抽出し、被検波信号として出力する。この被検
波信号としての信号Ｉ・Ｒ1 とＱ・Ｒ2 はそれぞれロー
パスフィルタ４７及び４８へ供給される。
の分配出力Ｒ1 及びＲ2 をそれぞれ乗算器４５及び４６
へ供給する。分配器３２より送信用搬送波の一部が供給
されたハイブリッド結合器３５は、入力信号に対して同
相成分の（位相０度の）信号Ｉと、直角成分の（位相９
０度の）信号Ｑとを出力し、それぞれ乗算器４５及び４
６へ供給する。乗算器４５はハイブリッド結合器３５よ
り入力する信号Ｉ（即ち搬送波発振器３１の出力と同相
の信号）と、分配器４４より入力する前記信号Ｒ1 との
乗算を行ない、同様に乗算器４６は入力する信号Ｑ（即
ち搬送波発振器３１の出力と９０度位相の異なる信号）
と前記信号Ｒ2 との乗算を行ない、それぞれ受信信号中
の位相０度成分（Ｉ・Ｒ1 ）と位相９０度成分（Ｑ・Ｒ
2 ）とを抽出し、被検波信号として出力する。この被検
波信号としての信号Ｉ・Ｒ1 とＱ・Ｒ2 はそれぞれロー
パスフィルタ４７及び４８へ供給される。
【００１９】ローパスフィルタ４７及び４８は周波数の
帯域制限を行なうことにより積分機能を有し、２信号の
相関演算値の積分を行なう。即ち、乗算器４３の出力よ
り分配器４４を介して乗算器４５に入力する前記信号Ｒ
1 と、ハイブリッド結合器３５より乗算器４５に入力す
る前記信号Ｉの位相が一致したとき、同様に乗算器４６
に入力する前記信号Ｒ2 と信号Ｑの位相が一致したと
き、乗算器４５及び４６の出力信号はそれぞれ一定極性
のパルス信号（電圧＋Ｅのパルス信号）となり、この信
号を積分したローパスフィルタ４７及び４８の出力には
大きな正電圧が得られる。また、前記信号Ｒ1 と信号Ｉ
の位相が不一致のとき、及び前記信号Ｒ2と信号Ｑの位
相が不一致のときは、乗算器４５及び４６の出力信号は
それぞれランダムに変化する正負両極性のパルス信号
（即ち電圧＋Ｅと−Ｅのパルス信号）となり、この信号
を積分したローパスフィルタ４７及び４８の出力は零と
なる。
帯域制限を行なうことにより積分機能を有し、２信号の
相関演算値の積分を行なう。即ち、乗算器４３の出力よ
り分配器４４を介して乗算器４５に入力する前記信号Ｒ
1 と、ハイブリッド結合器３５より乗算器４５に入力す
る前記信号Ｉの位相が一致したとき、同様に乗算器４６
に入力する前記信号Ｒ2 と信号Ｑの位相が一致したと
き、乗算器４５及び４６の出力信号はそれぞれ一定極性
のパルス信号（電圧＋Ｅのパルス信号）となり、この信
号を積分したローパスフィルタ４７及び４８の出力には
大きな正電圧が得られる。また、前記信号Ｒ1 と信号Ｉ
の位相が不一致のとき、及び前記信号Ｒ2と信号Ｑの位
相が不一致のときは、乗算器４５及び４６の出力信号は
それぞれランダムに変化する正負両極性のパルス信号
（即ち電圧＋Ｅと−Ｅのパルス信号）となり、この信号
を積分したローパスフィルタ４７及び４８の出力は零と
なる。
【００２０】ローパスフィルタ４７及び４８により上記
の如く積分処理された位相０度成分と、位相９０度成分
の信号は、それぞれ２乗器４９及び５０に供給される。
２乗器４９及び５０はそれぞれ入力信号の振幅を２乗演
算し、その演算結果の出力信号を加算器５１に供給す
る。加算器５１は両入力信号を加算して図３に示される
ようなパルス状の検出信号を出力し、時間測定器５２に
供給する。いまこの検出信号の最大値発生時刻をｔb と
する。
の如く積分処理された位相０度成分と、位相９０度成分
の信号は、それぞれ２乗器４９及び５０に供給される。
２乗器４９及び５０はそれぞれ入力信号の振幅を２乗演
算し、その演算結果の出力信号を加算器５１に供給す
る。加算器５１は両入力信号を加算して図３に示される
ようなパルス状の検出信号を出力し、時間測定器５２に
供給する。いまこの検出信号の最大値発生時刻をｔb と
する。
【００２１】時間測定器５２はローパスフィルタから入
力される基準信号の最大値の発生時刻ｔa と、加算器５
１から入力される検出信号の最大値の発生時刻ｔb との
間の時間ＴD を測定する。このため時間測定器５２は２
つの入力信号の最大値発生時刻を検出する機能を有す
る。前記の時間ＴD は基準信号の最大値発生時刻ｔa
と、検出信号の最大値発生時刻ｔb との間の時間として
示される。この時間ＴD は、実際に電磁波が送信及び送
間の距離を往復する伝播時間τのｆ1 ／（ｆ1 −ｆ2 ）
倍だけ時間的に拡大されて得られる。本実施形態の場合
には、ｆ1 ＝100.004MHz、ｆ2 ＝99.996MHz なので、1
2,500倍に時間が拡大され、次式が得られる。 ＴD ＝１２，５００τ …（１） なお、（１）式の時間ＴD は、基準信号の周期ＴB ごと
に得られる。このように、計測時間が大きく拡大されて
いるので、距離換算器５３は転炉２１内の湯面を短距離
から精度よく計測することができ、送信及び受信アンテ
ナ１０，１１から転炉２１の湯面までの距離ｘについて
（１）式により次式が得られ、その距離ｘが求められ
る。 ｘ＝（ｆ1 −ｆ2 ）／２ｆ1 ・ｖ・ＴD ＝１．２×１０4 ・ＴD …（２）
力される基準信号の最大値の発生時刻ｔa と、加算器５
１から入力される検出信号の最大値の発生時刻ｔb との
間の時間ＴD を測定する。このため時間測定器５２は２
つの入力信号の最大値発生時刻を検出する機能を有す
る。前記の時間ＴD は基準信号の最大値発生時刻ｔa
と、検出信号の最大値発生時刻ｔb との間の時間として
示される。この時間ＴD は、実際に電磁波が送信及び送
間の距離を往復する伝播時間τのｆ1 ／（ｆ1 −ｆ2 ）
倍だけ時間的に拡大されて得られる。本実施形態の場合
には、ｆ1 ＝100.004MHz、ｆ2 ＝99.996MHz なので、1
2,500倍に時間が拡大され、次式が得られる。 ＴD ＝１２，５００τ …（１） なお、（１）式の時間ＴD は、基準信号の周期ＴB ごと
に得られる。このように、計測時間が大きく拡大されて
いるので、距離換算器５３は転炉２１内の湯面を短距離
から精度よく計測することができ、送信及び受信アンテ
ナ１０，１１から転炉２１の湯面までの距離ｘについて
（１）式により次式が得られ、その距離ｘが求められ
る。 ｘ＝（ｆ1 −ｆ2 ）／２ｆ1 ・ｖ・ＴD ＝１．２×１０4 ・ＴD …（２）
【００２２】以上の説明によりマイクロ波レーダ装置１
２の概要が明らかになったところで、次に、本実施形態
の主要部の説明に移る。
２の概要が明らかになったところで、次に、本実施形態
の主要部の説明に移る。
【００２３】図４はマイクロ波レーダ装置１２から出力
されるレベル計測値及び受信強度信号（：検出信号）の
波形データを記した図であり、レベル計測値（ここでは
送受信アンテナからの距離）は距離換算器５３から出力
され、受信強度信号は加算器５１から出力されるもので
あり、マイクロ波レーダ装置１２は、１回の計測に際し
て、複数の受信信号を入力して、その複数の受信信号に
それぞれ対応した反射物の距離（レベル計測値）及びそ
の受信強度信号を求める。図４において、６１は炉口か
らの反射信号、６２は浮遊物からの反射信号、６３は湯
面からの反射信号、６４は多重反射による信号である。
なお、６５は距離しきい値であり、これは前記マイクロ
波レーダ装置１２の距離換算器５３にて使用されてお
り、このしきい値より小さい距離からの反射信号は、マ
イクロ波レーダ装置１２から出力されない。また、６６
は受信信号強度のしきい値であり、これは次に述べるレ
ベル計測値収集器１３にて用いられる値である。
されるレベル計測値及び受信強度信号（：検出信号）の
波形データを記した図であり、レベル計測値（ここでは
送受信アンテナからの距離）は距離換算器５３から出力
され、受信強度信号は加算器５１から出力されるもので
あり、マイクロ波レーダ装置１２は、１回の計測に際し
て、複数の受信信号を入力して、その複数の受信信号に
それぞれ対応した反射物の距離（レベル計測値）及びそ
の受信強度信号を求める。図４において、６１は炉口か
らの反射信号、６２は浮遊物からの反射信号、６３は湯
面からの反射信号、６４は多重反射による信号である。
なお、６５は距離しきい値であり、これは前記マイクロ
波レーダ装置１２の距離換算器５３にて使用されてお
り、このしきい値より小さい距離からの反射信号は、マ
イクロ波レーダ装置１２から出力されない。また、６６
は受信信号強度のしきい値であり、これは次に述べるレ
ベル計測値収集器１３にて用いられる値である。
【００２４】図５はレベル計測値収集器１３の処理過程
を示すフローチャートである。レベル計測値収集器１３
には、マイクロ波レーダ装置１２の距離積算器５３から
複数個のレベル計測値を、加算器５１からはそのレベル
計測値に対応した受信強度信号を、それぞれ定周期毎に
入力する。まず、設定時間内の計測回数を示す補助変数
ｉに適当な値を設定しておき、また、ここでは１回の計
測に４点のデータ（レベル計測値とそれに対応した受信
信号強度値）を取り込むものとし、その補助変数ｋは１
〜４に変化するものとする。最初に第１回目の計測とし
て、レベル計測値とそれに対応した受信信号強度値とを
対として４点取り込み、ｉ＝１，ｋ＝１のときのレベル
計測値に対応した受信信号強度値power （ｉ，ｋ）が設
定強度２２よりも大きいかどうかを判断し、大きいと判
断された場合には、そのときのレベル計測値level
（ｉ，ｋ）がdata（ｉ，ｊ）として記憶する。また、設
定強度２２以下ならば記憶されず無視されることにな
る。このような処理を補助変数ｋが「４」になるまで繰
り返し、その後は、収集時間が設定時間を越えない限
り、第２回目、第３回目…と計測を繰り返し、収集時間
が設定時間を超えるとデータの収集を終了し、それまで
に記憶されたdata（ｉ，ｊ）を度数分布演算器１４に出
力する。なお、本実施形態においては例えば第１回目の
計測から第２回目の計測に移行する際の時間、即ち、計
測周期は１００ｍｓに設定されているものとする。ま
た、上述のように１回の計測で時間軸上のピーク値を最
大４点まで取り込むようにしているが、その点数は任意
に設定できる。
を示すフローチャートである。レベル計測値収集器１３
には、マイクロ波レーダ装置１２の距離積算器５３から
複数個のレベル計測値を、加算器５１からはそのレベル
計測値に対応した受信強度信号を、それぞれ定周期毎に
入力する。まず、設定時間内の計測回数を示す補助変数
ｉに適当な値を設定しておき、また、ここでは１回の計
測に４点のデータ（レベル計測値とそれに対応した受信
信号強度値）を取り込むものとし、その補助変数ｋは１
〜４に変化するものとする。最初に第１回目の計測とし
て、レベル計測値とそれに対応した受信信号強度値とを
対として４点取り込み、ｉ＝１，ｋ＝１のときのレベル
計測値に対応した受信信号強度値power （ｉ，ｋ）が設
定強度２２よりも大きいかどうかを判断し、大きいと判
断された場合には、そのときのレベル計測値level
（ｉ，ｋ）がdata（ｉ，ｊ）として記憶する。また、設
定強度２２以下ならば記憶されず無視されることにな
る。このような処理を補助変数ｋが「４」になるまで繰
り返し、その後は、収集時間が設定時間を越えない限
り、第２回目、第３回目…と計測を繰り返し、収集時間
が設定時間を超えるとデータの収集を終了し、それまで
に記憶されたdata（ｉ，ｊ）を度数分布演算器１４に出
力する。なお、本実施形態においては例えば第１回目の
計測から第２回目の計測に移行する際の時間、即ち、計
測周期は１００ｍｓに設定されているものとする。ま
た、上述のように１回の計測で時間軸上のピーク値を最
大４点まで取り込むようにしているが、その点数は任意
に設定できる。
【００２５】図６は度数分布演算器１４における処理過
程を示すフローチャートである。度数分布演算器１４
は、上記のレベル計測収集器１３にて収集したレベル計
測値data（ｉ，ｊ）を取り込み、そして、全てのレベル
計測値について、アンテナからの距離を地上からの距離
level data（ｉ，ｊ）に換算処理する。具体的的には、
level data（ｉ，ｊ）＝アンテナ高さ−data（ｉ，ｊ）
という処理を行う。そして、その地上からの距離level
data（ｉ，ｊ）を、地上から炉底までの距離をベースと
して例えば１０ｃｍ間隔の区間による度数分布を算出す
る。そして、湯面のレベルを認識するために、分布形状
の判定を行う。この分布形状の判定においては、まず、
データを地上からのレベルの高い順に並び替えて、その
後に、区間前後の度数の差分から極点判定を行う。対象
点の極点判定は、対象点の前後の状態（度数）から図示
のように行う。なお、図においては負の極点（−）極点
及び正の極点（＋）の双方を求めるためのプログラムを
リストしてあるが、ここでは正の極点（＋）について以
後の処理について使用するものとする。
程を示すフローチャートである。度数分布演算器１４
は、上記のレベル計測収集器１３にて収集したレベル計
測値data（ｉ，ｊ）を取り込み、そして、全てのレベル
計測値について、アンテナからの距離を地上からの距離
level data（ｉ，ｊ）に換算処理する。具体的的には、
level data（ｉ，ｊ）＝アンテナ高さ−data（ｉ，ｊ）
という処理を行う。そして、その地上からの距離level
data（ｉ，ｊ）を、地上から炉底までの距離をベースと
して例えば１０ｃｍ間隔の区間による度数分布を算出す
る。そして、湯面のレベルを認識するために、分布形状
の判定を行う。この分布形状の判定においては、まず、
データを地上からのレベルの高い順に並び替えて、その
後に、区間前後の度数の差分から極点判定を行う。対象
点の極点判定は、対象点の前後の状態（度数）から図示
のように行う。なお、図においては負の極点（−）極点
及び正の極点（＋）の双方を求めるためのプログラムを
リストしてあるが、ここでは正の極点（＋）について以
後の処理について使用するものとする。
【００２６】極点判定が終了すると、正の極点（＋）の
点数を計数する。そして、その極点数が＞１であるかど
うかを判断し、その極点数が＞１でない場合、即ち極点
数が１の場合には、その極点の区間を採用する。また、
その極点数が＞１である場合には、１番目の極点は浮遊
物によるものであるとして、２番目の極点の区間を採用
する。なお、何番目の極点を採用するかは経験則によ
る。
点数を計数する。そして、その極点数が＞１であるかど
うかを判断し、その極点数が＞１でない場合、即ち極点
数が１の場合には、その極点の区間を採用する。また、
その極点数が＞１である場合には、１番目の極点は浮遊
物によるものであるとして、２番目の極点の区間を採用
する。なお、何番目の極点を採用するかは経験則によ
る。
【００２７】図７は地上からの距離level data（ｉ，
ｊ）の度数分布図である。図示の例においては、「１１
２３（mm）」及び「１０７２３（mm）」の区間において
それぞれ極点があり、極点数が「２」と判断される。そ
して、図示の例においては、１番目の極点である「１１
２３（mm）」は浮遊物からの反射であるとして、２番目
の極点である「１０７２３（mm）」の区間を採用する。
ｊ）の度数分布図である。図示の例においては、「１１
２３（mm）」及び「１０７２３（mm）」の区間において
それぞれ極点があり、極点数が「２」と判断される。そ
して、図示の例においては、１番目の極点である「１１
２３（mm）」は浮遊物からの反射であるとして、２番目
の極点である「１０７２３（mm）」の区間を採用する。
【００２８】そして、採用された区間の前後区間を合わ
せて３区間にあるレベル計測値及びその度数に基づいて
平均値を算出し、それを湯面レベル値として表示器及び
上位計算機へ出力する。図６の例においては、「１０８
２３（mm）」、「１０７２３（mm）」及び「１０６２３
（mm）」及びその度数に基づいて平均値を求めることに
なる。なお、本実施形態においては、これらのレベル計
測値の収集処理及び度数分布演算処理はマイクロプロセ
ッサーを使って行われている。
せて３区間にあるレベル計測値及びその度数に基づいて
平均値を算出し、それを湯面レベル値として表示器及び
上位計算機へ出力する。図６の例においては、「１０８
２３（mm）」、「１０７２３（mm）」及び「１０６２３
（mm）」及びその度数に基づいて平均値を求めることに
なる。なお、本実施形態においては、これらのレベル計
測値の収集処理及び度数分布演算処理はマイクロプロセ
ッサーを使って行われている。
【００２９】なお、上述の実施形態においては、マイク
ロ波レーダ装置１２からのレベル計測値は送受信アンテ
ナから湯面までの距離を示しているが、距離換算器５３
において地上から湯面までの距離に換算してそれをレベ
ル計測値として出力するようにしてもよい。その場合に
は、度数分布演算器１４による変換処理は省略されるこ
とになる。
ロ波レーダ装置１２からのレベル計測値は送受信アンテ
ナから湯面までの距離を示しているが、距離換算器５３
において地上から湯面までの距離に換算してそれをレベ
ル計測値として出力するようにしてもよい。その場合に
は、度数分布演算器１４による変換処理は省略されるこ
とになる。
【００３０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、マイクロ
波レーダ装置による１回の計測に際して複数個のレベル
計測値を収集し、その収集処理を所定時間繰り返して行
い、そして、その収集されたレベル計測値から度数分布
演算を行い、そのレベル計測値と度数分布とから湯面レ
ベルを求めるようにしたので、湯面レベルと浮遊物レベ
ルとを適切に識別することができ、このため、次のよう
な効果が得られる。 （１）非接触計測であるため、アンテナ等のセンサ部分
の耐久性が確保でき、装置の取り付け交換及び保守も容
易となる。 （２）応答性が早い計測が可能となり、操業時間の短縮
が可能である。 （３）浮遊物があった場合においても、正確な湯面レベ
ル計測が可能となった。
波レーダ装置による１回の計測に際して複数個のレベル
計測値を収集し、その収集処理を所定時間繰り返して行
い、そして、その収集されたレベル計測値から度数分布
演算を行い、そのレベル計測値と度数分布とから湯面レ
ベルを求めるようにしたので、湯面レベルと浮遊物レベ
ルとを適切に識別することができ、このため、次のよう
な効果が得られる。 （１）非接触計測であるため、アンテナ等のセンサ部分
の耐久性が確保でき、装置の取り付け交換及び保守も容
易となる。 （２）応答性が早い計測が可能となり、操業時間の短縮
が可能である。 （３）浮遊物があった場合においても、正確な湯面レベ
ル計測が可能となった。
【図１】本発明の実施の形態に係る炉内の湯面レベル計
測装置の回路構成を示したブロック図である。
測装置の回路構成を示したブロック図である。
【図２】図１の炉内の湯面レベル計測装置を転炉に設置
した場合の状態を示す説明図である。
した場合の状態を示す説明図である。
【図３】図１の時間測定器に入力する信号のタイミング
チャートである。
チャートである。
【図４】図１のマイクロ波レーダ装置から出力されるレ
ベル計測値及び受信強度信号の波形データを記した図で
ある。
ベル計測値及び受信強度信号の波形データを記した図で
ある。
【図５】図１のレベル計測値収集器の処理の流れを示す
フローチヤートである。
フローチヤートである。
【図６】図１の度数分布演算処理器の処理の流れを示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図７】レベル計測値の度数分布図である。
１０ 送信アンテナ １１ 受信アンテナ １２ マイクロ波レーダ装置 １３ レベル計測値収集器 １４ 度数分布演算器 １５ 表示器 ２１ 転炉 ２２ 溶銑 ２３ 浮遊物 ２４ 排ガスフード ２５ ランス ２６ サブランス ２７ サブランス孔 ２８ 湯面レベル計 ２９ 導波管
Claims (3)
- 【請求項１】 第１の擬似ランダム信号を発生する手段
と、該第１の擬似ランダム信号と同一パターンで周波数
のわずかに異なる第２の擬似ランダム信号を発生する手
段と、前記第１の擬似ランダム信号と前記第２の擬似ラ
ンダム信号との乗算を行う第１の乗算器と、搬送波を発
生する手段と、前記第１の擬似ランダム信号により前記
搬送波を変調した信号を送信信号とし、炉上部に設置さ
れた送信アンテナから溶銑又は溶鋼湯面に送信する送信
手段と、前記湯面から反射信号を炉上部に設置された受
信アンテナにより受信して受信信号を得る受信手段と、
該受信手段の出力と前記第２の擬似ランダム信号との乗
算を行う第２の乗算器と、該第２の乗算器より出力され
る搬送波を検波して検出信号を出力する手段と、前記検
出信号の時系列パターンと前記第１の乗算器より出力さ
れる乗算値の時系列パターンとの時間差を測定してレベ
ル計測値を出力する手段とを備えたマイクロ波レーダ装
置を有する炉内の湯面レベル計測装置において、 前記マイクロ波レーダ装置による１回の計測に際して複
数個のレベル計測値を収集し、その収集処理を、所定時
間繰り返して行う計測値収集手段と、 該計測値収集手段により収集されたレベル計測値の度数
分布演算を行い、前記レベル計測値の度数分布に基づい
て湯面レベルを求める演算手段とを有することを特徴と
する炉内の湯面レベル計測装置。 - 【請求項２】 前記計測値収集手段は、前記マイクロ波
レーダ装置の前記検出信号の信号レベルが任意設定値よ
り低い場合には、そのレベル計測値は無視して収集処理
を行わないことを特徴とする請求項１記載の炉内の湯面
レベル計測装置。 - 【請求項３】 前記演算手段は、収集された全てのレベ
ル計測値について所定間隔の区間による度数分布を算出
してその度数分布から極点を求め、そして、その極点の
個数に応じて採用する極点を決定し、前記度数分布上に
おいて前記採用された極点について平均化処理を施して
湯面レベルを求めるものであることを特徴とする請求項
１又は２記載の炉内の湯面レベル計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9205589A JPH1152049A (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | 炉内の湯面レベル計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9205589A JPH1152049A (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | 炉内の湯面レベル計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1152049A true JPH1152049A (ja) | 1999-02-26 |
Family
ID=16509393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9205589A Withdrawn JPH1152049A (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | 炉内の湯面レベル計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1152049A (ja) |
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