一种测距和测温结合的高炉料面检测方法技术

本发明专利技术提供一种测距和测温结合的高炉料面检测方法，能够实现高炉生产状态下料面形状的实时监测。所述方法包括：将不同的雷达节点安装在高炉顶部径向方向上的不同位置，其中，每个雷达节点包括：雷达和安装在所述雷达的天线上的辐射计，所述雷达包括：天线；利用所述雷达和所述辐射计对高炉内部径向方向上整条料线进行扫描测量，在所述雷达获取高炉内部径向方向上的料线距离信息的同时，安装在所述雷达的天线上的辐射计获取同一径向上整条料线的温度信息；对获取的料线距离信息和料线温度信息进行处理，以获得与高炉内部尺寸相匹配的料面信息。本发明专利技术涉及高炉雷达料面监测领域。

A combination of distance and temperature detection method of blast furnace

The invention provides a combined detection method of blast furnace and the temperature range, can achieve real-time monitoring of production under the condition of blast furnace burden distribution. The method comprises the following steps: different radar nodes installed on the top of the furnace in the radial direction at different positions, wherein each node includes: radar and radar antenna mounted in the radar radiometer on the radar, including: using the radar antenna; and the scanning radiometer to measure internal blast furnace the radial direction of the whole feed line, access to information from the feed line inside the blast furnace in the radial direction on the radar at the same time, the temperature information of the radar antenna radiation is installed in the meter for the same material on the whole radial lines; information processing and feed line temperature information distance on the feed line access in order to obtain, and blast furnace internal dimensions to match the level of information. The invention relates to the field of blast furnace monitoring radar.

【技术实现步骤摘要】
一种测距和测温结合的高炉料面检测方法
本专利技术涉及高炉雷达料面监测领域，特别是指一种测距和测温结合的高炉料面检测方法。
技术介绍
近年来，我国是钢铁大国，冶金行业对国家的发展具有重大意义。由于高炉内部生产的环境条件非常恶劣：高温，高压，多粉尘等，使得高炉内部工作机制一直无法被人们所了解。而掌握高炉内部料面分布情况可以更好的进行布料控制，以保证炉内的物料充分反应。这也是提高高炉产量，降低燃料比，从而提高高炉生产的经济效益，节能减排的重要途径，是解决当前国民经济发展与能源资源日益紧缺之间矛盾的一个重要方法。中国专利CN103472447A《一种基于溜槽位置判断的多点雷达协同成像装置及方法》公开了一种根据溜槽旋转位置的遮挡，多点雷达协同工作的方法。该方法主要通过监测高炉内部溜槽的实时位置，解决布料过程中溜槽对雷达信号的阻挡问题，同时采用4～20mA电流和控制器局域网络(ControllerAreaNetwork,CAN)总线同时通信的方式来传输雷达测量的料面数据。该方法的缺点是需要在高炉炉顶安装多个雷达，雷达设备及维护成本较高，且多点雷达分布在整个炉顶，无法测量高炉径向方向上的整条料线的变化情况。中国专利CN102816883A《一种雷达、视频、激光系统组合的测量高炉料面的装置》中，提出了一种由多输入多输出MIMO天线阵列、可见光或红外线视频摄像头以及激光测距仪三种设备组合而成的一种测量高炉料面的系统，可以根据高炉内部不同的生产情况分别选用一种或几种测量方式实现料面动态测量的需求。但是其无法实现对高炉料面上方的温度进行测量，而为了进行温度测量另外安装的十字测温架会对雷达及激光的测量结果产生干扰。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种测距和测温结合的高炉料面检测方法，以解决现有技术所存在的无法测量高炉径向方向上的整条料线的变化情况及料面上方的温度信息的问题。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种测距和测温结合的高炉料面检测方法，包括：将不同的雷达节点安装在高炉顶部径向方向上的不同位置，其中，每个雷达节点包括：雷达和安装在所述雷达的天线上的辐射计，所述雷达包括：天线；利用所述雷达和所述辐射计对高炉内部径向方向上整条料线进行扫描测量，在所述雷达获取高炉内部径向方向上的料线距离信息的同时，安装在所述雷达的天线上的辐射计获取同一径向上整条料线的温度信息；对获取的料线距离信息和料线温度信息进行处理，以获得与高炉内部尺寸相匹配的料面信息。进一步地，所述将不同的雷达节点安装在高炉顶部径向方向上的不同位置包括：采用高低位结合安装的原则，将不同的雷达节点安装在高炉顶部一个径向方向上的不同位置。进一步地，每个雷达节点还包括：伺服电机；若雷达节点的数目为M个，其中，M大于等于2；所述利用所述雷达和所述辐射计对高炉内部径向方向上整条料线进行扫描测量包括：通过一个上位机同时控制M个伺服电机带动相应的雷达和辐射计对高炉内部径向方向上整条料线进行扫描测量。进一步地，所述通过一个上位机同时控制2个伺服电机带动相应的雷达和辐射计对高炉内部径向方向上整条料线进行扫描测量包括：通过一个上位机同时控制M个伺服电机带动相应的雷达和辐射计对高炉内部径向方向上整条料线进行在线连续扫描测量；其中，在一次扫描过程中，每个伺服电机采用连续运动的方式。进一步地，伺服电机运动控制是由上位机通过MEMOBUS通讯协议，将伺服电机驱动信号转换为串口通讯信号，根据转换得到的串口通讯信号控制伺服电机转动；对于料线距离信息及料线温度信息，所述上位机基于TCP/IP协议与雷达和辐射计建立实时通信。进一步地，所述通过一个上位机同时控制M个伺服电机带动相应的雷达和辐射计对高炉内部径向方向上整条料线进行扫描测量包括：根据所测料面的形状，通过上位机同时控制M个控制伺服电机进行正转和/或反转，以便雷达进行正向扫描测量和/或反向扫描测量；或，根据所测料面的形状，通过上位机同时控制M个控制伺服电机将雷达停在径向方向上的任意一点的位置，进行定点测量。进一步地，所述利用所述雷达和所述辐射计对高炉内部径向方向上整条料线进行扫描测量包括：M个伺服电机初始化并开始运动时，初始化雷达测量点i＝1；在M个伺服电机匀速运动过程中，M个雷达与辐射计快速巡检获取料线距离信息与料线温度信息，每获取一组料线距离信息与料线温度信息后，雷达测量点i加1，直到伺服电机运动到终点，伺服电机停止运动，至此，获得N组料线距离信息与料线温度信息。进一步地，所述对获取的料线距离信息和料线温度信息进行处理，以获得与高炉内部尺寸相匹配的料面信息包括：根据获得的N组料线距离信息与料线温度信息，并结合上位机需要显示的料线与温度点数算出各测量点在径向方向上的位置，画出径向方向上的料线的高度变化图与温度变化图；将画出的料线高度变化图和温度变化图显示在上位机的显示界面中。进一步地，所述雷达采用预设的第一频段的电磁波进行料线距离的测量；所述辐射计采用预设的第二频段的微波或红外辐射计进行料线温度的测量；所述第一频段不等于预设的第二频段。进一步地，所述雷达与所述辐射计采用并行运行机制。本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：上述方案中，将不同的雷达节点安装在高炉顶部径向方向上的不同位置，其中，每个雷达节点包括：雷达和安装在所述雷达的天线上的辐射计，所述雷达包括：天线；利用所述雷达和所述辐射计对高炉内部径向方向上整条料线进行扫描测量，在所述雷达获取高炉内部径向方向上的料线距离信息的同时，安装在所述雷达的天线上的辐射计获取同一径向上整条料线的温度信息；对获取的料线距离信息和料线温度信息进行处理，以获得与高炉内部尺寸相匹配的料面信息，从而建立一个集高炉内部径向方向上的料线距离测量与温度测量于一身的高炉料面信息测量方法，以便用户根据获取的高炉内部径向方向上整条料线的距离与温度的实时变化情况，实现高炉生产状态下料面形状的实时监测，为高炉生产布料控制、煤气控制等提供可视化的参考依据。附图说明图1为本专利技术实施例提供的测距和测温结合的高炉料面检测方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的一个伺服电机带动雷达与辐射计的结构图；图3为本专利技术实施例提供的一个伺服电机带动雷达与辐射计的左视图；图4为本专利技术实施例提供的两个雷达节点的安装位置示意图的主视图；图5为本专利技术实施例提供的两个雷达节点的安装位置示意图的俯视图；图6为本专利技术实施例提供的基于两种通讯协议的通讯结构示意图；图7为本专利技术实施例提供的雷达节点扫描测量的流程示意图。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本专利技术针对现有的无法测量高炉径向方向上的整条料线的变化情况及料面上方的温度信息的问题，提供一种测距和测温结合的高炉料面检测方法。如图1所示，本专利技术实施例提供的测距和测温结合的高炉料面检测方法，包括：S101，将不同的雷达节点安装在高炉顶部径向方向上的不同位置，其中，每个雷达节点包括：雷达和安装在所述雷达的天线上的辐射计，所述雷达包括：天线；S102，利用所述雷达和所述辐射计对高炉内部径向方向上整条料线进行扫描测量，在所述雷达获取高炉内部径向方向上的料线距离信息的同时，安装在所述雷达的天线上的辐射计获取同一径向上整条料线的温度信息；S1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测距和测温结合的高炉料面检测方法，其特征在于，包括：将不同的雷达节点安装在高炉顶部径向方向上的不同位置，其中，每个雷达节点包括：雷达和安装在所述雷达的天线上的辐射计，所述雷达包括：天线；利用所述雷达和所述辐射计对高炉内部径向方向上整条料线进行扫描测量，在所述雷达获取高炉内部径向方向上的料线距离信息的同时，安装在所述雷达的天线上的辐射计获取同一径向上整条料线的温度信息；对获取的料线距离信息和料线温度信息进行处理，以获得与高炉内部尺寸相匹配的料面信息。

【技术特征摘要】
1.一种测距和测温结合的高炉料面检测方法，其特征在于，包括：将不同的雷达节点安装在高炉顶部径向方向上的不同位置，其中，每个雷达节点包括：雷达和安装在所述雷达的天线上的辐射计，所述雷达包括：天线；利用所述雷达和所述辐射计对高炉内部径向方向上整条料线进行扫描测量，在所述雷达获取高炉内部径向方向上的料线距离信息的同时，安装在所述雷达的天线上的辐射计获取同一径向上整条料线的温度信息；对获取的料线距离信息和料线温度信息进行处理，以获得与高炉内部尺寸相匹配的料面信息。2.根据权利要求1所述的测距和测温结合的高炉料面检测方法，其特征在于，所述将不同的雷达节点安装在高炉顶部径向方向上的不同位置包括：采用高低位结合安装的原则，将不同的雷达节点安装在高炉顶部一个径向方向上的不同位置。3.根据权利要求1所述的测距和测温结合的高炉料面检测方法，其特征在于，每个雷达节点还包括：伺服电机；若雷达节点的数目为M个，其中，M大于等于2；所述利用所述雷达和所述辐射计对高炉内部径向方向上整条料线进行扫描测量包括：通过一个上位机同时控制M个伺服电机带动相应的雷达和辐射计对高炉内部径向方向上整条料线进行扫描测量。4.根据权利要求3所述的测距和测温结合的高炉料面检测方法，其特征在于，所述通过一个上位机同时控制2个伺服电机带动相应的雷达和辐射计对高炉内部径向方向上整条料线进行扫描测量包括：通过一个上位机同时控制M个伺服电机带动相应的雷达和辐射计对高炉内部径向方向上整条料线进行在线连续扫描测量；其中，在一次扫描过程中，每个伺服电机采用连续运动的方式。5.根据权利要求3所述的测距和测温结合的高炉料面检测方法，其特征在于，伺服电机运动控制是由上位机通过MEMOBUS通讯协议，将伺服电机驱动信号转换为串口通讯信号，根据转换得到的串口通讯信号控制伺服电机转动；对于料线距离信息及料线温度信息，所述上位机基于TC...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈先中，曹虎，侯庆文，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11