与本专利相关联的国内外相关专利可以看出，本发明的优点在于:
I仅在高炉上安装一台雷达、一台电机即可完成料面的成像。综合考虑天线的旋转角度，覆盖料面的范围以及高炉内部溜槽及十字测温的安装或运动位置，合理选取雷达套筒偏离垂直方向0-12°倾斜安装，并且在高炉径向半径中心的正上方，保证料面的成像的实时性和真实性。
[0023]2天线的特殊止转设计，即万向球以及滑块的特殊设计，均可以避免天线径向运动时可能会发生的自转现象。从而微波发射盒可以直接与微波通道相连，省去微波线环节，提高微波利用率；并且防止与其他装置之间的碰撞或线路缠绕，保证系统的可靠性。
[0024]3密封转台装置，该装置将电机与丝杠组合进行密封，构成一套电机模组，防止丝杠进灰而出现卡死等机械故障。并且在转台外部安装光电开关，能够准确判断天线的零位，便于复位调试。
[0025]4机械传动装置，特殊设计的转动滑块直接连接天线微波通道，电机丝杠转台装置通过滑杆带动滑块做轴向进给运动，同时天线随转动滑块做径向扫描运动。
【发明内容】
[0026]本发明将雷达天线深入高炉内部，通过机械设计传动装置控制天线的转动，实现在选定位置，通过最优视角范围和最优测距范围的考虑，实现对高炉半个料面的扫描。
[0027]具体技术方案如下:
一种能够实时监测高炉料面变化的雷达扫描装置，其特征在于，该雷达扫描装置安装位置选择靠近高炉风罩上部位置，保证垂直入射料面时，其机械扫描的左右夹角相等或相近，垂直夹角控制在±30度以内；该雷达扫描装置包括雷达固定支撑套筒，机械扫描雷达本体；其中，所述机械扫描雷达本体包括:雷达本体套筒和冷却装置，机械扫描装置；所述雷达本体套筒为上下两个筒的阶梯型圆筒结构，上部为大筒，下部是小筒，大筒底部固定机械传动装置，雷达天线由小筒底部深入高炉内部，雷达本体套筒与高炉内部由旋转关节隔离；所述雷达天线包括了天线止转结构，该天线止转结构通过对万向球或滑块进行改造，以防止天线自转；所述机械传动装置结构为将内部镶嵌PTFE材料的转动滑块直接与雷达天线的外径相配合，通过滑杆带动滑块做轴向进给运动，同时天线随滑块做径向扫描运动；所述雷达扫描装置还包括监控装置，该监控装置包括视频采集装置和温度采集装置。
[0028]其中，采用万向球防止天线自转的结构为:万向球对称两侧加工两个侧耳，并在下托盘与上盖板上分别开槽与万向节侧耳配合，由此限定万向节只在高炉径向扫描方向转动；或者，对万向节上半部分直接切掉一部分，并在上盖板上加工配合面，保证万向节只在高炉径向扫描方向转动。
[0029]其中，采用滑块防止天线自转的结构为:在滑块上增加一个止转的突起或者凹陷结构，将天线微波通道运动方向固定，即天线只能沿固定好的方向转动，而不能围绕天线轴心自己转动。
[0030]其中，所述雷达固定支撑套筒设计上部为阶梯型，下部为马蹄形碳钢支撑套筒焊接在高炉上，阶梯型套筒焊接筋板提高支撑应力强度并与雷达本体套筒配合安装节省空间；马蹄形套筒深入高炉内部30-50mm且与高炉内壁平行。
[0031]其中，在所述大筒两侧焊接两个方形盒，分别安装伺服电机和雷达硬件电路，方形盒与雷达套筒内部采用密封方法隔绝。
[0032]其中，所述机械传动装置和雷达天线，安装在套筒内，天线通过滑块与连接板和高温丝杠相连，丝杠固定在滑动导轨滑块上两端由轴承及轴承座支撑，由伺服电机传动力矩实现滑动导轨滑块的左右进给运动及天线滑块沿微波通道的上下滑动，从而带动天线对料面进行径向扫描。
[0033]其中，将所述丝杠与电机组合密封，构成一套电机模组转台装置，不仅能够遮挡灰尘，对丝杠进行有效防护，而且能够在其外部安装光电开关，来指示天线的零位，该转台装置有利于减少故障、保证丝杠精度，并且便于电机的调试。
[0034]其中，所述视频采集装置采用带有夜视功能的摄像头，实时观察雷达内部机械装置的运动状态，机械装置有无故障等；此外，将视频信号采集装置配合冷却装置安装于小筒底部，面向高炉内部，传回高炉内部溜槽和料面视频图像。
[0035]其中，所述温度采集装置在雷达本体套筒内部安装温度传感器，实时监控雷达信号采集装置的工作温度，当温度过高时电机回停止位，系统保护性断电；此外，将温度传感器置于小筒底部，可以实时监测炉顶高炉内部温度信息。
[0036]其中，所述冷却装置包括氮气冷却装置以及水冷装置；所述氮气冷却装置由雷达套筒法兰盘吹入氮气，对高温丝杠及轴承直接吹扫实现降温，雷达套筒为密封装置，氮气经由微波通道上的孔吹入喇叭形天线内部对天线实现降温并最终吹入高炉内部；所述水冷装置将小筒内部用水冷套冷却整个金属腔体，包括对万向球的冷却，防止高温金属膨胀抱死现象的发生。
【附图说明】
[0037]图1雷达安装位置示意图图2雷达装配及内部示意图
图3万向节旋转密封及水冷示意图图4万向节改造方案图5机械扫描机构示意图图6机械扫描滑动部分示意图图7机械传动装置总体示意图图8微波通道滑块图9滑块轴承固定零件图10雷达专用天线示意图图11水冷箱【主要元件符号说明】
1雷达套筒盖
2大筒
3小筒
4雷达焊接套筒
5高温天线
6万向球
7水冷套
8套筒底
9下托盘
10上盖板
11开槽
12左侧耳
13右侧耳
14切槽
15高温丝杠
16丝杠轴承
17轴承座
18转台底座
19滑动导轨
20滑动滑块
21连接板固定件
22天线滑块
23丝杠固定法兰
24电机固定法兰
25伺服电机
26固定密封块
27连接板
28轴承座固定件
29滑块轴承
30微波通道
31密封转台装置
32信号处理板盒
33微波发射盒
34滑杆
35滑块凹槽
36微波通道顶端连接杆
37微波通道滑动段
38PTFE微波介质卡件 39微波通道延长管
40喇叭形天线
41氮气孔
42水冷套外壳
43冷却水进水管
44万向球套
45冷却水出水管。
【具体实施方式】
[0038]下面从各个方面大致阐述说明本发明的发明构思:
选择机械扫描雷达安装位置
选择高炉炉顶的一个位置安装，选择位置的依据是:和目前现有的单点高炉雷达安装区别在于:普通高炉雷达安装在封罩上机械探尺附近，测量一个点的料位变化，而机械扫描雷达也安装在封罩上，但位置必须选择与料面垂直照射到沿高炉半径的中心点位置，保证开孔的入射夹角对料面的覆盖区域左右夹角相等，可以扫描到炉心和炉壁位置。雷达的安装角度也可以选择和料