专利名称：料流宽度的量测方法
技术领域：
本发明涉及一种量测方法，特别涉及ー种料流宽度的量测方法。
背景技术：
高炉的布料操作模式影响料层结构与炉气分布，如能提供布料槽在各角度落料时，料流的外缘曲线便能够定义出料流宽度与料流的中心线，借以了解料流的落点信息，并协助现场操作人员控制料面的几何形状，进而改善料面的透气性、增加气 体的使用率、稳定炉壁的热负荷。料流轨迹量测多在高炉开炉前填充料调查作业中进行，过去料流轨迹的量测方法有下列几种，一种是采用金属横杆打击法，此做法是先在金属横杆上等间隔涂上油漆，作为尺寸的參考依据，再将金属横杆伸入于高炉内，当落料打击到横杆时，再将金属横杆抽出，以便得知落料的落点在金属横杆上的位置。另ー种则为十字网路格架量测法，该方法是在高炉内架设十字网路，以当作坐标的基准，借以了解落料的位置，不过，该方法需要支撑架来固定十字网路，所以当布料槽横越支撑架时，落料会与支撑架直接碰触，进而影响现场的落点位置；此外，还有ー种方法是在高炉零位线的位置安置一接料盒，以所承接的料重来决定炉料轨迹；再者，又有ー种方法是发展出一量测杆，量测杆于炉外连接ー负载侦测器，以及相关的纪录系统，下料时，炉料会撞击炉内的量测杆，借以在不同位置产生不同強度的荷重信号，操作人员依此来决定落点进而模拟出料流轨迹；然而上述量测方法均属接触式，不但会衍生出エ安上的问题，且精确度也不理想，相对影响其量测的作业效率。
发明内容
本发明的一目的是提供一种可提高生产效率的料流宽度的量测方法。本发明料流宽度的量测方法，用于将ー个可发射出多个激光扫描面的激光测距仪设置于ー个高炉上方，而该激光测距仪并与ー个计算机电连接，该量测方法包括有ー个扫描步骤及一个计算步骤。该扫描步骤利用该激光测距仪对ー个布料槽落下的料流进行三维空间扫描，使该激光测距仪的多个激光扫描面与该料流相交而形成有多个近端轨迹点群与多个远端轨迹点群，并且将所述近端轨迹点群与所述远端轨迹点群传输至该计算机中。该计算步骤重叠所述近端轨迹点群而计算出一条近端料流曲线，重叠所述远端轨迹点群而计算出一条远端料流曲线，接着，利用该近端料流曲线与远端料流曲线计算出该料流的宽度。较佳地，前述的料流宽度的量测方法，其中该布料槽沿着该高炉的中心线旋转，并且对该高炉内进行布料，且使该布料槽喷出的料流在ー个接近该激光测距仪的近端位置及一个远离该激光测距仪的远端位置之间旋转移动，并通过该激光测距仪测得所述近端轨迹点群与所述远端轨迹点群。较佳地，前述的料流宽度的量测方法，其中该计算机能够将所述近端轨迹点群与所述远端轨迹点群转换成在以该高炉为基准的坐标系统中的曲线。较佳地，前述的料流宽度的量测方法，其中在该计算步骤中，重叠所述近端轨迹点群与所述远端轨迹点群，并滤除该激光测距仪于该布料槽、高炉的炉壁与料面所扫描的点群。较佳地，前述的料流宽度的量测方法，其中在该计算步骤中，每ー近端轨迹点群具有多个近端料流数据点，在所述近端轨迹点群中撷取接近该高炉的炉壁的近端料流数据点，并计算出该近端料流曲线。较佳地，前述的料流宽度的量测方法，其中在该计算步骤中，每ー远端轨迹点群具有多个远端料流数据点，在所述远端轨迹点群中撷取接近该高炉的炉壁的远端料流数据点，并计算出该远端料流曲线。较佳地，前述的料流宽度的量测方法，其中在该计算步骤中，将该远端料流曲线沿 该高炉的中心线予以反转而形成一反转远端料流曲线，接着再计算该反转远端料流曲线与该近端料流曲线间的水平间距并将该水平间距定义为该料流的宽度。较佳地，前述的料流宽度的量测方法，其中在该计算步骤中，该激光测距仪的多个激光扫描面的垂直扫描范围的角度为0°至80°。本发明的有益效果在于，利用该激光测距仪对该料流进行量测扫描，而能够获得该料流的近端与远端轨迹点群，并同时利用计算机计算出近端料流曲线与远端料流曲线，进而能够获知该料流的宽度而了解该料流的落点位置，借此提升该高炉的生产效率。
图I是一流程图，说明本发明料流宽度的量测方法的一较佳实施例；图2是ー示意图，说明激光测距仪设置在高炉的态样；图3是ー示意图，说明该较佳实施例的料流于近端位置的态样；图4是ー示意图，说明该较佳实施例的料流于远端位置的态样；及图5是ー示意图，说明该较佳实施例所计算出的近端料流曲线与反转远端料流曲线。
具体实施例方式下面结合附图以及实施例对本发明进行详细说明。參阅图I、图2，为本发明料流宽度的量测方法一较佳实施例，适用于将一可发射出多个激光扫描面的激光测距仪301设置于一高炉302上方(即高炉ロ位置处)，而该激光测距仪301并电连接一计算机(图未示)，而且该激光测距仪的多个激光扫描面的垂直扫描范围的角度为0°至80°。该量测方法包括ー扫描步骤201及ー计算步骤202。该扫描步骤201利用该激光测距仪301对一布料槽303落下的料流进行三维空间扫描，而该布料槽303沿该高炉302的中心线(即X轴线)旋转，并且对该高炉302内进行布料，使该布料槽303喷出的料流在一接近该激光测距仪301的近端位置及ー远离该激光测距仪301的远端位置间旋转移动，当该布料槽303喷出的料流如图3所示在近端位置吋，该激光测距仪301的多个激光扫描面与该布料槽303的料流相交形成有多个近端轨迹点群，当该布料槽303喷出的料流如图4所示在远端位置吋，该激光测距仪301的多个激光扫描面与该布料槽303的料流相交形成有多个远端轨迹点群，接着，再将所述近端轨迹点群与所述远端轨迹点群传输至该计算机中，值得ー提的是，该计算机能够将所述近端轨迹点群与远端轨迹点群转换成在一如图2所示的坐标系统中的曲线，其中该X轴是以该高炉302的中心为基准。续參阅图I、图2、图5，在该计算步骤202中，重叠所述近端轨迹点群与远端轨迹点群，并且滤除该激光测距仪301于如图2所示的布料槽303、高炉302的炉壁与料面所扫描的点群，其中，姆ー近端轨迹点群具有多个近端料流数据点，在所述近端轨迹点群之中撷取接近该高炉的炉壁的近端料流数据点，并借以计算出如图5所示的近端料流曲线LI，每ー远端轨迹点群具有多个远端料流数据点，在所述远端轨迹点群中撷取接近该高炉的炉壁的远端料流数据点，并借以计算出该远端料流曲线(图未示)，接着，再将该远端料流曲线沿该高炉302的中心线(即X轴)予以反转而形成如图5所示的一反转远端料流曲线L2，再 利用该反转远端料流曲线L2与该近端料流曲线LI计算出两者间的水平间距并定义为该料流的宽度H，同时计算该近端料流曲线LI与该反转远端料流曲线L2的一料流中心线L3。其中，由近端料流数据点组成的近端轨迹点群在转换成近端料流曲线时采用了曲线拟合方法，同理，在计算远端料流曲线时也使用上述曲线拟合方法。虽然在已超出量测范围的区域没有量测数据，但此部分的料流轨迹仍可以以拟合的曲线来代表。由于现场人员需要的落点位置大部分是在有量测数据的区域所对应的拟合曲线的最高点之下，因而没有量测数据的区域对现场人员的布料模式的订定并没有大大的影响。从图5中可看出料流宽度在各个高度的变化，特别地，本发明优选的料流中心线L3是以近端料流曲线为1/3，远端料流曲线为2/3的比例绘制出的，可用以代表料流在空间中的轨迹。综上所述，利用该激光测距仪301对该布料槽303所流出的料流进行量测扫描，而能够获得该料流的近端与远端轨迹点群，并同时利用该计算机计算出近端料流曲线LI与反转远端料流曲线L2，进而能够获知该料流的宽度H而了解该料流的落点位置，借此能提升该高炉302的生产效率。
权利要求
1.ー种料流宽度的量测方法，用于将ー个能发射出多个激光扫描面的激光测距仪设置于ー个高炉上方，而该激光测距仪与一个计算机电连接，其特征在干，该量测方法包括下列步骤 ー个扫描步骤，利用该激光测距仪对ー个布料槽落下的料流进行三维空间扫描，使该激光测距仪的多个激光扫描面与该料流相交而形成有多个近端轨迹点群与多个远端轨迹点群，并且将所述近端轨迹点群与所述远端轨迹点群传输至该计算机中；及 ー个计算步骤，重叠所述近端轨迹点群而计算出一条近端料流曲线，重叠所述远端轨迹点群而计算出一条远端料流曲线，接着，利用该近端料流曲线与该远端料流曲线计算出该料流的宽度。
2.根据权利要求I所述的料流宽度的量测方法，其特征在干，于该扫描步骤中，该布料槽沿着该高炉的中心线旋转，并且对该高炉内进行布料，且使该布料槽喷出的料流在ー个接近该激光测距仪的近端位置及一个远离该激光测距仪的远端位置之间旋转移动，并通过该激光测距仪测得所述近端轨迹点群与所述远端轨迹点群。
3.根据权利要求2所述的料流宽度的量测方法，其特征在干，该计算机能够将所述近端轨迹点群与所述远端轨迹点群转换成在以该高炉为基准的坐标系统中的曲线。
4.根据权利要求3所述的料流宽度的量测方法，其特征在于，在该计算步骤中，重叠所述近端轨迹点群与所述远端轨迹点群，并滤除该激光测距仪于该布料槽、该高炉的炉壁与料面所扫描的点群。
5.根据权利要求4所述的料流宽度的量测方法，其特征在于，在该计算步骤中，每ー近端轨迹点群具有多个近端料流数据点，在所述近端轨迹点群中撷取接近该高炉的炉壁的近端料流数据点，并计算出该近端料流曲线。
6.根据权利要求5所述的料流宽度的量测方法，其特征在于，在该计算步骤中，每ー远端轨迹点群具有多个远端料流数据点，在所述远端轨迹点群中撷取接近该高炉的炉壁的远端料流数据点，并计算出该远端料流曲线。
7.根据权利要求6所述的料流宽度的量测方法，其特征在于，在该计算步骤中，将该远端料流曲线沿该高炉的中心线予以反转而形成一反转远端料流曲线，接着再计算该反转远端料流曲线与该近端料流曲线间的水平间距并将该水平间距定义为该料流的宽度。
8.根据权利要求7所述的料流宽度的量测方法，其特征在于，在该计算步骤中，该激光测距仪的多个激光扫描面的垂直扫描范围的角度为0°至80°。
全文摘要
一种料流宽度的量测方法，用于将一可发射出多个激光扫描面的激光测距仪设置于一高炉上方，该激光测距仪并与一计算机电连接，该量测方法包括一扫描步骤及一计算步骤，该扫描步骤利用该激光测距仪对一布料槽落下的料流进行扫描，使该激光测距仪的多个激光扫描面与该料流相交而形成有多个近端轨迹点群与多个远端轨迹点群，并且传输至一计算机中；该计算步骤重叠所述近端轨迹点群与远端轨迹点群而计算出一远端料流曲线及一近端料流曲线，并利用该近端料流曲线与远端料流曲线计算出该料流的宽度，以获知该料流的宽度，进而供了解该料流的落点位置，借此能提升高炉的生产效率。
文档编号C21B7/24GK102676721SQ20111005769
公开日2012年9月19日 申请日期2011年3月10日 优先权日2011年3月10日
发明者杜宪文, 郭士纲, 陈彦廷 申请人:中国钢铁股份有限公司