專利名稱：高爐爐襯厚度在線監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種高爐爐襯厚度在線監(jiān)測裝置，屬于儀器測量領域。
目前，測護襯厚度有直接測量和間接測量兩種。在直接測量中，埋入陶瓷棒，用超聲波的時間脈沖方式直接測量厚度，用雙金屬材料制成電阻傳感器，以測電阻方式直接測厚度；在間接測量厚度中，用每根傳感器中含數(shù)根長度各異的熱電偶即多頭熱電偶，通過測量爐襯中各點溫度的變化間接推測爐襯的厚度。在線監(jiān)測系統(tǒng)中線路阻損要求控制在一定范圍內(nèi)。因此材質(zhì)要求質(zhì)量高，加工安裝技術(shù)要求嚴，存在測量結(jié)果不連續(xù)等問題。
本實用新型的目的是提供一種高爐爐襯厚度在線監(jiān)測裝置，為實現(xiàn)在線連續(xù)和及時準確監(jiān)測爐襯厚度提供了可靠數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了安全生產(chǎn)并延長高爐的使用壽命。
本實用新型的爐襯厚度在線監(jiān)測裝置，包括測桿[1]、智能測頭[2]、智能轉(zhuǎn)換器[3]、控制計算機[4]、傳輸信號線[5]、連接帽[6]、電源線[7]、彈簧[8]等。
以下結(jié)合附圖對本實用新型進一步描述

圖1為本實用新型工作原理結(jié)構(gòu)圖；圖2為本實用新型測桿埋入爐襯示意圖；圖3為本實用新型測桿與智能測頭連接圖；圖4為本實用新型智能轉(zhuǎn)換器單片機電路圖5為本實用新型智能轉(zhuǎn)換器模擬電路圖。
如圖1所示測桿[1]與智能測頭[2]通過連接帽[6]連接，智能測頭[2]的輸入端與智能轉(zhuǎn)換器[3]的輸出端通過傳輸信號線[5]相連接，智能轉(zhuǎn)換器[3]的輸入端與控制計算機[4]的輸出端相連接，智能轉(zhuǎn)換器[3]的輸入端與控制計算機[4]的輸出端相連接。智能測頭[2]、智能轉(zhuǎn)換器[3]和控制計算機[4]三者的輸出端或輸入端是相對于信號傳播方向而言的，當一個傳播方向做輸入端(或輸出端)工作。智能轉(zhuǎn)換器[3]和控制計算機[4]的電源由電源線[7]引入。
如圖2所示測桿[1]是該裝置系統(tǒng)的傳感元件，是由具有能與爐襯同步侵蝕的金屬材料制成，測桿可制作成任何形狀，其長度稍大于或等于爐襯厚度，直徑為30～50毫米的金屬圓桿制成，它與智能測頭相連接的一端設有螺紋。
如圖3所示另外，智能測頭[2]由壓電晶體材料制成，直徑小于測桿中的壓電晶體圓形塊。其由彈簧[8]壓緊在連接帽[6]內(nèi)，連接帽[6]直徑稍大于測桿[1]的圓形蓋帽，前端設有內(nèi)螺紋，帽頂中間開有小圓孔，帽內(nèi)側(cè)小孔與螺紋之間有一容納智能測頭[2]的圓柱形空腔。
如圖4、圖5所示由二極管(D5)、(D6)、(D10)、(D11)、(D12)、(D13)、(D14)、電阻(R6)、(R9)、(R10)、(R11)、(R12)、(R23)、(R24)、電容(C10)、(C11)、(C20)、電感(L)及VMOS管組成的脈沖發(fā)射電路；由整流橋、MC7805、MC7812、電容(C20)、(C21)、(C23)、(C24)、(C25)組成的電源電路；由ICL7660、電容(C22)、(C26)、(C27)組成的負電源電路；由TLP521-4組成的安全保護電路；由模擬開關4051及電阻串聯(lián)組成的放大控制電路；由三極管(RG1)、(BG2)、(BG3)、(BG4)、(BG5)、二極管(D7)、(D8)、(D9)、電阻(R25)、(R30)、(R13)、(R14)、(R32)、(R31)、(R33)、(R15)、(R16)、(R17)、(R18)、(R19)、(R20)、(R34)、(R35)、(R21)、(R22)、電容(C17)、(C18)、(C19)、(C12)、(C13)、(C33)、(C14)、(C15)、(C29)、(C22)、(C32)、(C16)組成的信號放大電路。由單片計算機組成中央處理器；由74H373、27C64組成的程序存儲電路；由74HC373、62C64組成的數(shù)據(jù)存儲電路；兩片74HC163組成的計數(shù)電路；75715、75174組成的通訊電路；LF198、電容(C3)、(C4)、(C5)、電阻(R1)二極管(D1)、(D2)組成的采樣保持電路；74HC245、電阻排RP9、開關SW-DIP8組成的地址譯碼電路。單片機的定時計數(shù)器1，設定的脈沖信號電路，由HS0.1發(fā)出等時間間隙脈沖信號，經(jīng)過74HC00反相后送入圖5的脈沖發(fā)射電路CON，高壓脈沖使壓電晶體產(chǎn)生超聲波脈沖信號。該信號沿測桿1軸向傳播，到測桿[1]同端面時發(fā)生反射，反射波傳到壓電晶體時，由壓電晶體產(chǎn)生電信號S。該信號通過放大電路放大后，送到圖4的采樣保持器IN。對放大后的信號定時采樣并進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號送入數(shù)據(jù)存儲電路。
控制計算機[4]，通過圖4的通訊電路，可在遠距離處與單片機通訊，讀取數(shù)據(jù)存儲器中的數(shù)據(jù)。經(jīng)過爐襯測厚軟件的處理，得出爐襯的剩余厚度及高爐爐襯蝕面圖?？刂朴嬎銠C[4]通過圖5的放大控制電路，對放大量進行調(diào)節(jié)。
當使用該裝置監(jiān)測爐襯厚度時，將測桿[1]按需要埋入被測爐襯[9]內(nèi)，其里端與爐襯內(nèi)表面對齊，外端與智能測頭[2]連接，再用傳輸信號線[5]與智能測頭[2]，智能轉(zhuǎn)換器[3]和控制計算機[4]連接起來，構(gòu)成一套完整的高爐爐襯厚度在線監(jiān)測裝置，即可進行爐襯厚度監(jiān)測工作。監(jiān)測時，智能轉(zhuǎn)換器[3]發(fā)出脈沖信號，激發(fā)智能測頭[2]發(fā)出超聲波沿測桿[1]傳播，當該超聲波傳到測桿里端面處便反射回智能測頭[2]，由其接收并轉(zhuǎn)換為電信號傳給智能轉(zhuǎn)換器[3]儲存，并可由智能轉(zhuǎn)換器[3]輸送給控制計算機[4]進行數(shù)據(jù)處理，給出各種需要的測量結(jié)果。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點①在線、連續(xù)、直觀地反映爐襯侵蝕狀況。
②結(jié)構(gòu)簡單，操作容易。
③造價為國內(nèi)外同類裝置的1/3～1/2。
④測量精度高，測量誤差為±15mm。
⑤將計算機的RS232標準通訊口改造為RS422通訊，解決了監(jiān)測點到控制室的遠距離通訊問題。
本實用新型高爐爐襯厚度在線監(jiān)測裝置已于1992年8月在某鋼鐵公司煉鋼廠3號高爐9段部位分多層和每層安多根測桿進行試驗，經(jīng)一年多生產(chǎn)實踐，證明該裝置能在線、連續(xù)和及時準確地反映爐襯工作狀況，既能準確顯示爐襯侵蝕厚度，又能根據(jù)圖形由計算機測量數(shù)據(jù)存儲、打印、記錄，測量精度在1.0～1.5厘米，運行可靠，維護保養(yǎng)方便，滿足監(jiān)測爐襯厚度的要求。
權(quán)利要求1.一種高爐爐襯厚度在線監(jiān)測裝置，包括測桿[1]、智能測頭[2]、智能轉(zhuǎn)換器[3]、控制計算機[4]、傳輸信號線[5]、連接帽[6]、電源線[7]、彈簧[8]等，其特征在于智能測頭[2]與連接帽[6]連接，通過彈簧[8]壓緊，智能測頭[2]的輸入端與智能轉(zhuǎn)換器[3]的輸出端通過傳輸信號線[5]相連接，智能轉(zhuǎn)換器[3]的輸入端與控制計算機[4]的輸出端相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐爐襯厚度在線監(jiān)測裝置，其特征在于測桿[1]長度稍大于或等于爐襯厚度，直徑為30～50毫米的金屬圓桿，可制成任何形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐爐襯厚度在線監(jiān)測裝置，其特征在于智能測頭[2]直徑小于測桿中的壓電晶體圓形塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐爐襯厚度在線監(jiān)測裝置，其特征在于連接帽[6]直徑稍大于測桿[1]的圓形蓋帽，前端設有內(nèi)螺紋，帽頂中間開有小圓孔，帽內(nèi)側(cè)小孔與螺紋之間設有一容納智能測頭[2]的圓柱形空腔。
專利摘要本實用新型的高爐爐襯厚度在線監(jiān)測裝置，是由測桿、智能測頭、智能轉(zhuǎn)換器、控制計算機、傳輸信號線、連接帽、電源線、彈簧等，測桿與智能測頭通過連接帽連接，智能測頭的輸入端與智能轉(zhuǎn)換器的輸出端連接，智能轉(zhuǎn)換器的輸入端與控制計算機的輸出端相連接。使用該裝置，以實現(xiàn)了在線連續(xù)和及時準確地監(jiān)測爐襯厚度，提供爐襯厚度的可靠數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)了安全生產(chǎn)和提高爐子的使用壽命。
文檔編號G01B7/02GK2235603SQ9520545
公開日1996年9月18日 申請日期1995年3月11日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月11日
發(fā)明者崔大福, 晉偉, 汪大宏, 周煥威, 劉培生, 王建國, 楊友松, 牛煥忠, 王家鵬, 董大明 申請人:包頭鋼鐵學院