Спосіб визначення рельєфу та рівня поверхні матеріалів

9 в оз у9 щ G01 В 15/ 04, G01 F 23/ 28 СПОСІБ ВИЗНАЧЕННЯ РЕЛЬЄФУ ТА РІВНЯ ПОВЕРХНІ МАТЕРІАЛІВ Винахід належить до контрольно-вимірювальної технікі зокрема, до способів вимірювання рельєфу та рівня повер хі матеріалів з допомогою електромагнітних хвиль і може бут використаний для визначення рельєфу та рівня поверхні шихтови матеріалів на колоснику домни. Відомі способи ви значення рельєф у та рівня по верхі матеріалів, що містять сканування поверхні направленим випромінювачем і приймачем електромагнітних хвиль, розпізнаванн сигналів приймачів відповідно до напрямків їх орієнтації, визначенн розрахункових точок поверхні по напрямкам орієнтації випромінювач і приймача [а.с. 1807309 СССР, кл. G 01 В 15/04, опубл. 07.04. 9: бюл. 13]. Недолік цих способів полягає в низькій швидкості виміру необхідності використання джерел іонізуючого випромінюванн високої активності, що потребує складних заходів забезпеченн радіаційної безпеки. Найбільш близьким по технічній суті є спосіб визначенн рельєфу та рівня поверхні матеріалів, що включає скануванн п ове рхн і н апр авл еним и ви пр омін ю ва чем і п рий ма чам електромагнітних хвиль, розпізнавання сигналів приймачів відповіде до напрямків їх орієнтації, визначення розрахункових точок поверхі по напрямкам орієнтації приймачів за умови співпадіння відповідни сигналів приймачів, причому умови співпадіння сигналів приймачі створюють шляхом управління пеленгуючими рухами приймачів [а.і 726432 СССР, кл. G 01 F 23/28, опубл. 05.04. 80, бюл. 13]. Недолік цього способу полягає в низькій швидкості виміру необхідності використання джерела іонізуючого випромінюванн високої активності, що потребує складних заходів забезпеченн радіаційної безпеки. В основу винаходу поставлена задача удосконалення способ визначення рельєфу та рівня поверхні матеріалів, в якому пошуко умов максимуму кореляції між відповідними масивами даних пр сигнали приймачів забезпечують можливість використали інфрачервоного випромінювання контрольованої поверхні замісі іонізуючих променів направленого випромінювача, за рахунок чоі значно скорочується термін виміру і підвищується безпека уме виміру. Поставлена задача вирішується ТРІМ, ЩО В способі визначенн рельєфу та рівня поверхні матеріалів, що містить сканування поверхн направленими приймачами електромагнітних хвиль, розпізнаванню сигналів приймачів відповідно до напрямків їх орієнтації, визначенії? розрахункових точок поверхні за умови сігівиадіння відповіднії? сигналі її цршімачш, згідно З винаходом, співпадішш сигнали приймачів створюють шляхом зміни координат розрахункових точої поверхні до отримання максимуму коефіцієнта кореляції мія ВІДПОВІДНИМИ даними про сигнали приймачів, причому в якості умовз сшвгшдншя сигналів приймачів приймають значення максимум; коефіцієнта кореляції не менше 0,9. Сукупність суттєвих ознак дозволяє отримати технічнії результат завдяки використанню значної нерівномірності розподіл інтенсивності випромінювання електромагнітних хвиль поверхне! шихтових матеріалів по радіусу колосника діючої домни інфрачервонім діаіюзоиі, зумовленої нерівномірністю радіальног розподілу газового потоку і температури шихтових матеріалів в колоснику домни. Характерною особливістю цієї нерівномірності більш висока температура шихтових матеріалів в порівнянні температурою стінок колосника домни, що спричиняє стрибкоподібр зміну температури в периферійній зоні на діаграмі радіальної розподілу температури поверхні, дещо понижена температура поверх матеріалів в проміжних зонах колосника і яскраво виражені максимум температури поверхні матеріалів в центрі колосника. На фіг.1. показана схема здійснення запропонованого способу. На фіг.2. показана схема розміщення блоків приймачів віднось контрольованої поверхні ( вид зверху). Контрольовану поверхню матеріалів 1 сканують двоі направленими приймачами 2 і 3 електромагнітних хвиль. Б яко температури поверхні матеріалів в центральній зоні. Попередні значення координат точок поверхні на її перифер шшриклал, точок 13.* «16 розраховують з допомогою обчислювально блока 7 тю вибірковим напрямкам орієнтації блоків 2 і 3 у відповідні вертикальних площинах 17.. .20. Положення площин 17... вибирають, наприклад, так, щоб точки S і 9 належали вертикальні площинам відповідно 21 і 22, які проходять через точки відповідно ] 16 і 13-14, Таким чином задають горизонтальні координати точ 13..J6 як кінців хорд 21 і 22 в колі 4 з відомим діаметром (фіг.2Х * проходять через визначені точки 8 і 9, При визначенні вертнкальн координат точок ІЗ.ч.і б використовують дані лише тих напрямі орієнтації приймачів 2 І 3 у вертикальних площинах 17.,.20, І відповідають умові стрибкоподібної зміни температури. Така уме аиникас в зоні стикуванняt контрольованої поверхні 1 зі стінками колосники г тобто в шуканих точках 13.. Л 6. Попередні значення координат додаткових точок поверхні площинах 21 і 22 задають у відповідності з типовими розрахункова профілями 23 і 24 поверхні, причому ці профілі суміщують попередньо визначеними точками відповідно 15, 8, 16 і 13, 9, Додаткові розрахункові точки на профілях 23 і 24 повер розташовують з попередньо вибраним рівномірним кроком відповідності з вимогами по точності визначення рельєфу повер матеріалів. Далі, визначають напрямки орієнтації кожного з приймачів 2 на всі розрахункові точки поверхні матеріалів, формують відповідних масива вибіркових даних про температуру поверхи напрямках на ці точки, користуючись вихідними масивами да блоків 5 і 6, і розраховують загальновідомим способом коефіці парної кореляції між цими масивами вибіркових даних з допомо обчислювального блока 7. Після цього цілеспрямовано зміню вертикальні координати розрахункових точок поверхні матеріалі пошуках умов співпадіння відповідних розпізнаних сигналів прийм і аналогічним чином розраховують нові відповідні значення згадаї коефіцієнта парної кореляції як показника ступеня співпаді відповідних сигналів приймачів. Такі зміни координат і розрах^ повторюють, здіснюючи пошук таких координат розрахункових тс поверхні у вертикальних площинах 21 і 22, при яких коефіп парної кореляції між відповідними даними про сигнали приймачів \ досягає свого максимуму. Після отримання максимуму коефіці кореляції пошук умов співпадіння відповідних розпізнаних сигн приймачів припиняють. В якості умови співпадіння сигналів прийзу приймають значення отриманого таким чином максимуму коефіці парної кореляції не менше 0 ?9 ? що забезпечує підтримання похз визначення вертикальних координат точок поверхні матеріал' допустимих для умов домни межах. Координати розрахункових т поверхні, які відповідають умові максимуму коефіцієнта ттарш кореляції між відповідними даними про сигнали приймачів 2 і 3 і менше ОД реєструють з допомогою блока 7 як кінцевий результі визначення рельефу та рівня поверхні матеріалів для згаданого виїде го проміжку часу. Головною перевагою запропонованого способу є відсутню потреби в джерелах іонізуючого випромінювання, що дас можлиаіс забезпечити високий рівень експлуатаційної безпеки. Нг. використанні швидкодіючих інфрачервоних сканерів і сучасні обчислювальних засобів при реалізації цього способу суттсі скорочується термін визначення рельефу га рівня поверхні матеріал в порівнянні з відомими аналогічними засобами контролю. При наявності лише одного приймача електромагнітних хви. результати попередніх розрахунків координат точок поверх уточнюють за рахунок збільшення терміну виміру до декілью хвилин. При цьому використовують невідому раніше закономірніс процесу формування поверхні шихти на колоснику діючої домни, я полягає в тому, що рельєф поверхні шихтових матеріалів змінюється основному лише в процесі завантаження матеріалів, і практично змінюється в процесі опускання стовпа шихти в проміжках часу м черговими завантаженнями. Для уточнення результатів поперед? розрахунків координат точок поверхні, отриманих на осн( використання даних сканування поверхні одним приймач інфрачервоного випромінювання в період і-го проміжку ча< поверхню повторно сканують приймачем з інтервалом в ДЄКІЛЕ хвилин до завантаження чергової порції матеріалів. Дані повторне сканування поверхні використовують як дані другого скане] зміщеного вниз відносно використаного сканера на відстань AZ, 9 розраховують як відповідне зміщення рельєфу поверхні ШИХТОЕ матеріалів внаслідок опускання матеріалів, наприклад, за формулою де v- швидкість опускання шихтових матеріалів; At - інтервал часу між першим і повторним скануванням поверхи При цьому координати розрахункових точок поверхні зміню* в пошуках умов максимуму кореляції між відповідними масиве вибіркових даних про сигнали приймача таким же чином, як у випа; використання двох приймачів, з тою лише різницею , що ввод поправку AZ у вертикальні координати розрахункових точок повер по даним повторного сканування. Швидкість v опускання повер шихтових матеріалів, яку використовують при розрахунках попра AZ, визначають, наприклад, по вертикальному зміщенню і периферійних розрахункових точок поверхні внаслідок опуска шихтових матеріалів. В якості кінцевого результату приймають параметри рельєфу, які дозволяють отримати значення максим коефіцієнта парної кореляції між відповідними масивами вибіркові] даних приймача не менше 0,9. Запропон ований сп осі б за без печує так ож мож ли вії підвищення точності інфрачервоних сканерів як засобів контрол розподілу температури поверхні шихти і газового потоку в дом завдяки тому, що дані про температуру прив'язують до відповідні ділянок контрольованої поверхні з визначеними координатами. СПОСІБ ВИЗНАЧЕННЯ РЕЛЬЄФУ ТА РІВНЯ ПОВЕРХНІ МАТЕРІАЛІВ сигналі'6 ^ Фіг. 1 14 15 16 13 Фіг. 2 Автор: Головченко А.С.