一种高炉用具有测温功能的垂直扫描式雷达装置的制作方法

1.本实用新型属于高炉物位测量及温度测量技术领域，具体涉及一种高炉用具有测温功能的垂直扫描式雷达装置。


背景技术：

2.高炉是一种金属冶炼设备，主要用于炼铁，其用钢板作炉壳，壳内砌耐火砖内衬，高炉炼铁时是从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂，从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气，在高温下，辅助燃料同鼓入的空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气，在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧，从而还原得到铁，炼出的铁水从铁口放出。
3.在高炉冶炼过程中，需要测量炉内料位的分布情况，从而取得在冶炼进程中炉料的表面分布状况、炉料深度变化、炉料下降速度等信息。
4.目前，现有的垂直扫描雷达在垂直扫描料面时，发射的雷达波与高炉料面形成夹角，接收的雷达回波很少，雷达测量能力无法发挥，而高炉内顶部环境十分恶劣，存在高温、高压、金属性强粉尘、水蒸气、高炉煤气等环境因素，并且在密闭连续性生产的条件下，对非接触的雷达式测距造成了严重的影响。故现有的垂直扫描雷达测量数据不可靠，甚至无法测量。
5.另外，在高炉冶炼过程中，还需要测量高炉内温度信息，以反映炉料温度信息，目前的方式是通过设置在炉喉位置的十字测温设备测温，但是十字测温设备横在炉内，在高炉上料过程中会受到料的冲击，不但影响十字测温设备的使用寿命，还阻挡了炉内布料工作。


技术实现要素：

6.本实用新型旨在提供一种高炉用具有测温功能的垂直扫描式雷达装置，解决现有技术中高炉冶炼过程中，高炉内难以完整可靠测量从炉心至边缘的料位的技术问题。
7.为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
8.提供一种高炉用具有测温功能的垂直扫描式雷达装置，包括：
9.传感器安装杆，该传感器安装杆设置在高炉上位于炉喉处低于溜槽的位置，所述传感器安装杆上垂直设有雷达传感器，并在所述传感器安装杆上布设有多个温度传感器，所述传感器安装杆中空，且所述传感器安装杆的一端穿过炉喉处的炉壳，在所述传感器安装杆内部敷设有线缆，以用于为所述雷达传感器、温度传感器供电与传输信号；
10.驱动机构，该驱动机构用于带动所述传感器安装杆在高炉内从高炉内边缘至炉心变动检测位置；
11.气源，其用于外部向所述传感器安装杆内部输送惰性气体，从而为所述雷达传感器降温及为雷达传感器的天线清灰，同时也为所述传感器安装杆内部的线缆降温。
12.优选的，所述传感器安装杆包括弧形杆部及垂直杆部，所述弧形杆部靠近高炉的内壁，且所述弧形杆部的形状与高炉内壁匹配；所述雷达传感器设置在所述弧形杆部的端
头位置，所述温度传感器沿所述弧形杆部布置；所述垂直杆部穿过炉喉处的炉壳。
13.优选的，所述驱动机构为角行程驱动装置，以用于带动所述垂直杆部转动，所述垂直杆部进一步带动所述弧形杆部摆动，所述弧形杆部摆动过程中能够带动所述雷达传感器移动到炉心位置。
14.优选的，所述弧形杆部下侧设有用于安装温度传感器的接口。
15.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
16.1、该高炉用具有测温功能的垂直扫描式雷达装置包括传感器安装杆和驱动机构，其中，传感器安装杆设置在高炉上位于炉喉处低于溜槽的位置，传感器安装杆上垂直设有雷达传感器，并在传感器安装杆上布设有多个温度传感器，驱动机构用于带动传感器安装杆在高炉内变动检测位置，且能够带动雷达传感器移动到炉心位置，由于料面整体水平，雷达传感器垂直与料面，保障了最佳测量效果，从而能够测量高炉内从边缘至炉心的料位，并能测量从边缘至炉心的温度。信号传输至专用plc系统实现画面显示，功能控制为一体的专用plc系统，电脑控制画面放在中控室，由高炉工长直接操作，或设置手、自动，定位检测或摆动到中心位置的检测。合成数据画面显示。
17.2、由于传感器安装杆中空，且传感器安装杆的一端穿过炉喉处的炉壳，所以可在传感器安装杆内部敷设线缆，便于为雷达传感器、温度传感器供电与传输信号。
18.3、由于传感器安装杆中空，可通过气源向传感器安装杆内部输送惰性气体，从而能够为雷达传感器降温及为雷达传感器的天线清灰，同时也为传感器安装杆内部的线缆降温，使得该装置具有更长的使用寿命，并确保雷达传感器检测效果的稳定，提高测量可靠性。
19.4、驱动机构能够带动传感器安装杆偏转躲避，在料位及温度测量过程中，避免下料造成的冲击，延长了该装置的使用寿命，同时，解决了目前十字测温妨碍布料的问题。
附图说明
20.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
21.图1为本实用新型高炉用具有测温功能的垂直扫描式雷达装置一实施例在高炉上的安装示意图。
22.图2为本实用新型高炉用具有测温功能的垂直扫描式雷达装置一实施例中各传感器在传感器安装杆上的分布示意图。
23.图3为本实用新型高炉用具有测温功能的垂直扫描式雷达装置一实施例中传感器安装杆在高炉炉喉处的位置示意图。
24.图4为本实用新型高炉用具有测温功能的垂直扫描式雷达装置一实施例中传感器安装杆的立体结构示意图。
25.图5为本实用新型高炉用具有测温功能的垂直扫描式雷达装置一实施例中温度传感器的安装示意图。
26.图6为本实用新型高炉用具有测温功能的垂直扫描式雷达装置一实施例中与传感器安装杆连接的进气管的结构示意图。
具体实施方式
27.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.一种高炉用具有测温功能的垂直扫描式雷达装置，请参阅图1至图6。
29.如图1所示，该高炉用具有测温功能的垂直扫描式雷达装置包括传感器安装杆1和驱动机构，该驱动机构用于带动传感器安装杆1在高炉内变动检测位置，其中，传感器安装杆1设置在高炉2上位于炉喉处低于溜槽的位置，防止传感器安装杆1变动检测位置时触碰到溜槽。
30.如图2和图4所示，传感器安装杆1包括弧形杆部11及垂直杆部12，如图3所示，弧形杆部11靠近高炉的内壁，且弧形杆部11的形状与高炉2的内壁匹配，也就是弧形杆部11与高炉2同心，这样可使得弧形杆部11尽量靠近高炉2内壁，避免接触炉心位置高温、高压、强粉尘、水蒸气及高炉煤气等环境因素而受到破坏性影响和冲击。
31.结合图2所示，传感器安装杆1上设有雷达传感器5，并在传感器安装杆1上布设有多个温度传感器4，雷达传感器5设置在弧形杆部11的端头位置，温度传感器4沿弧形杆部11均匀布置，温度传感器4用于测量高炉内温度，雷达传感器5用于测量炉内料位。
32.传感器安装杆1中空，且传感器安装杆1的一端穿过高炉炉喉处的炉壳，本实施例中，是垂直杆部12穿过炉喉处的炉壳，在传感器安装杆1的内部敷设有线缆，以用于为雷达传感器5、温度传感器4供电与传输信号。
33.具体的，如图5所示，弧形杆部11下侧设有用于安装温度传感器4的接口111，接口111设有内螺纹，温度传感器4螺接在接口111中，温度传感器4的线缆41穿入弧形杆部11内，并从垂直杆部12的端头穿出。
34.该高炉用具有测温功能的垂直扫描式雷达装置还包括氮气气源，其用于向传感器安装杆1内部输送惰性气体氮气，从而为雷达传感器5降温及为雷达传感器5底部的天线清灰，同时也为传感器安装杆1内部的线缆降温。
35.本实施例中的传感器安装杆1为耐高温材质，比如可以采用钢杆，线缆、密封塞115等部件也为耐热材料，比如线缆可采用铝包殷钢芯耐热铝合金绞线，可在230℃高温环境中长期工作，而炉内顶部温度一般100-200℃，因此不会导致导线因高温而损坏。
36.如图1所示，本实施例中的驱动机构为角行程驱动装置3，以用于带动垂直杆部12转动，垂直杆部12进一步带动弧形杆部11摆动，弧形杆部11摆动过程中能够带动雷达传感器5移动到炉心位置。
37.结合图3所示，本实施例中，弧形杆部11的弧度α为60度左右，从而弧形杆部11在以垂直杆部12为轴摆动过程中，能够摆动到炉心位置。工作过程中，角行程驱动装置3带动垂直杆部12的动作方式是来回摆动，并防止弧形杆部11触碰到高炉2的内壁。
38.如图6所示，在测量过程中，传感器安装杆1的垂直杆部12的顶端连接有进气管121，进气管121一端设有与垂直杆部12连接的接头122，另一端设有堵头123，堵头123中部设有供线缆束124穿出的孔，可在线缆束124与堵头123中间的孔之间注入封闭胶水，防止漏气。进气管121侧面设有气体接头1211，气源通过气体接头1211向传感器安装杆1输入氮气。
39.该高炉用具有测温功能的垂直扫描式雷达装置在使用过程中，通过驱动机构带动传感器安装杆在高炉内变动检测位置，传感器安装杆上的雷达传感器及各温度传感器在不同位置在不同位置检测料位信息及温度信息传输到上位机，通过上位机记录信息，并获取高炉内部料位数据以及温度数据。
40.另外，在高炉生产过程中，通过气源不间断向传感器安装杆内部输送惰性气体，从而为雷达传感器降温及为雷达传感器的天线清灰，同时也为传感器安装杆内部的线缆降温，防止雷达传感器的天线被灰尘覆盖，防止雷达传感器和线缆温度过高降低使用寿命。
41.另外，驱动机构能够带动传感器安装杆上的雷达传感器移动到炉心位置，从而雷达传感器测量炉心位置的料位，而当通过溜槽向高炉内加料过程中，通过驱动机构带动传感器安装杆移动到高炉内边缘位置躲避，防止物料落到传感器安装杆上造成破坏。
42.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解，在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。