高炉炉衬厚度在线监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术的高炉炉衬厚度在线监测装置，是由测杆、智能测头、智能转换器、控制计算机、传输信号线、连接帽、电源线、弹簧等，测杆与智能测头通过连接帽连接，智能测头的输入端与智能转换器的输出端连接，智能转换器的输入端与控制计算机的输出端相连接。使用该装置，以实现了在线连续和及时准确地监测炉衬厚度，提供炉衬厚度的可靠数据，从而实现了安全生产和提高炉子的使用寿命。（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种高炉炉衬厚度在线监测装置，属于仪器测量领域。目前，测护衬厚度有直接测量和间接测量两种。在直接测量中，埋入陶瓷棒，用超声波的时间脉冲方式直接测量厚度，用双金属材料制成电阻传感器，以测电阻方式直接测厚度；在间接测量厚度中，用每根传感器中含数根长度各异的热电偶即多头热电偶，通过测量炉衬中各点温度的变化间接推测炉衬的厚度。在线监测系统中线路阻损要求控制在一定范围内。因此材质要求质量高，加工安装技术要求严，存在测量结果不连续等问题。本技术的目的是提供一种高炉炉衬厚度在线监测装置，为实现在线连续和及时准确监测炉衬厚度提供了可靠数据，实现了安全生产并延长高炉的使用寿命。本技术的炉衬厚度在线监测装置，包括测杆、智能测头、智能转换器、控制计算机、传输信号线、连接帽、电源线、弹簧等。以下结合附图对本技术进一步描述附图说明图1为本技术工作原理结构图；图2为本技术测杆埋入炉衬示意图；图3为本技术测杆与智能测头连接图；图4为本技术智能转换器单片机电路图5为本技术智能转换器模拟电路图。如图1所示测杆与智能测头通过连接帽连接，智能测头的输入端与智能转换器的输出端通过传输信号线相连接，智能转换器的输入端与控制计算机的输出端相连接，智能转换器的输入端与控制计算机的输出端相连接。智能测头、智能转换器和控制计算机三者的输出端或输入端是相对于信号传播方向而言的，当一个传播方向做输入端(或输出端)工作。智能转换器和控制计算机的电源由电源线引入。如图2所示测杆是该装置系统的传感元件，是由具有能与炉衬同步侵蚀的金属材料制成，测杆可制作成任何形状，其长度稍大于或等于炉衬厚度，直径为30～50毫米的金属圆杆制成，它与智能测头相连接的一端设有螺纹。如图3所示另外，智能测头由压电晶体材料制成，直径小于测杆中的压电晶体圆形块。其由弹簧压紧在连接帽内，连接帽直径稍大于测杆的圆形盖帽，前端设有内螺纹，帽顶中间开有小圆孔，帽内侧小孔与螺纹之间有一容纳智能测头的圆柱形空腔。如图4、图5所示由二极管(D5)、(D6)、(D10)、(D11)、(D12)、(D13)、(D14)、电阻(R6)、(R9)、(R10)、(R11)、(R12)、(R23)、(R24)、电容(C10)、(C11)、(C20)、电感(L)及VMOS管组成的脉冲发射电路；由整流桥、MC7805、MC7812、电容(C20)、(C21)、(C23)、(C24)、(C25)组成的电源电路；由ICL7660、电容(C22)、(C26)、(C27)组成的负电源电路；由TLP521-4组成的安全保护电路；由模拟开关4051及电阻串联组成的放大控制电路；由三极管(RG1)、(BG2)、(BG3)、(BG4)、(BG5)、二极管(D7)、(D8)、(D9)、电阻(R25)、(R30)、(R13)、(R14)、(R32)、(R31)、(R33)、(R15)、(R16)、(R17)、(R18)、(R19)、(R20)、(R34)、(R35)、(R21)、(R22)、电容(C17)、(C18)、(C19)、(C12)、(C13)、(C33)、(C14)、(C15)、(C29)、(C22)、(C32)、(C16)组成的信号放大电路。由单片计算机组成中央处理器；由74H373、27C64组成的程序存储电路；由74HC373、62C64组成的数据存储电路；两片74HC163组成的计数电路；75715、75174组成的通讯电路；LF198、电容(C3)、(C4)、(C5)、电阻(R1)二极管(D1)、(D2)组成的采样保持电路；74HC245、电阻排RP9、开关SW-DIP8组成的地址译码电路。单片机的定时计数器1，设定的脉冲信号电路，由HS0.1发出等时间间隙脉冲信号，经过74HC00反相后送入图5的脉冲发射电路CON，高压脉冲使压电晶体产生超声波脉冲信号。该信号沿测杆1轴向传播，到测杆同端面时发生反射，反射波传到压电晶体时，由压电晶体产生电信号S。该信号通过放大电路放大后，送到图4的采样保持器IN。对放大后的信号定时采样并进行模数转换，将转换后的数字信号送入数据存储电路。控制计算机，通过图4的通讯电路，可在远距离处与单片机通讯，读取数据存储器中的数据。经过炉衬测厚软件的处理，得出炉衬的剩余厚度及高炉炉衬蚀面图。控制计算机通过图5的放大控制电路，对放大量进行调节。当使用该装置监测炉衬厚度时，将测杆按需要埋入被测炉衬内，其里端与炉衬内表面对齐，外端与智能测头连接，再用传输信号线与智能测头，智能转换器和控制计算机连接起来，构成一套完整的高炉炉衬厚度在线监测装置，即可进行炉衬厚度监测工作。监测时，智能转换器发出脉冲信号，激发智能测头发出超声波沿测杆传播，当该超声波传到测杆里端面处便反射回智能测头，由其接收并转换为电信号传给智能转换器储存，并可由智能转换器输送给控制计算机进行数据处理，给出各种需要的测量结果。本技术与现有技术相比，具有以下优点①在线、连续、直观地反映炉衬侵蚀状况。②结构简单，操作容易。③造价为国内外同类装置的1/3～1/2。④测量精度高，测量误差为±15mm。⑤将计算机的RS232标准通讯口改造为RS422通讯，解决了监测点到控制室的远距离通讯问题。本技术高炉炉衬厚度在线监测装置已于1992年8月在某钢铁公司炼钢厂3号高炉9段部位分多层和每层安多根测杆进行试验，经一年多生产实践，证明该装置能在线、连续和及时准确地反映炉衬工作状况，既能准确显示炉衬侵蚀厚度，又能根据图形由计算机测量数据存储、打印、记录，测量精度在1.0～1.5厘米，运行可靠，维护保养方便，满足监测炉衬厚度的要求。权利要求1.一种高炉炉衬厚度在线监测装置，包括测杆、智能测头、智能转换器、控制计算机、传输信号线、连接帽、电源线、弹簧等，其特征在于智能测头与连接帽连接，通过弹簧压紧，智能测头的输入端与智能转换器的输出端通过传输信号线相连接，智能转换器的输入端与控制计算机的输出端相连接。2.根据权利要求1所述的高炉炉衬厚度在线监测装置，其特征在于测杆长度稍大于或等于炉衬厚度，直径为30～50毫米的金属圆杆，可制成任何形状。3.根据权利要求1所述的高炉炉衬厚度在线监测装置，其特征在于智能测头直径小于测杆中的压电晶体圆形块。4.根据权利要求1所述的高炉炉衬厚度在线监测装置，其特征在于连接帽直径稍大于测杆的圆形盖帽，前端设有内螺纹，帽顶中间开有小圆孔，帽内侧小孔与螺纹之间设有一容纳智能测头的圆柱形空腔。专利摘要本技术的高炉炉衬厚度在线监测装置，是由测杆、智能测头、智能转换器、控制计算机、传输信号线、连接帽、电源线、弹簧等，测杆与智能测头通过连接帽连接，智能测头的输入端与智能转换器的输出端连接，智能转换器的输入端与控制计算机的输出端相连接。使用该装置，以实现了在线连续和及时准确地监测炉衬厚度，提供炉衬厚度的可靠数据，从而实现了安全生产和提高炉子的使用寿命。文档编号G01B7/02GK2235603SQ9520545公开日1996年9月18日 申请日期1995年3月11日 优先权日1995年3月11日专利技术者崔大福, 晋伟, 汪大宏, 周焕威, 刘培生, 王建国, 杨友松, 牛焕忠, 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高炉炉衬厚度在线监测装置，包括测杆［１］、智能测头［２］、智能转换器［３］、控制计算机［４］、传输信号线［５］、连接帽［６］、电源线［７］、弹簧［８］等，其特征在于：智能测头［２］与连接帽［６］连接；通过弹簧［８］压紧，智能测头［２］的输入端与智能转换器［３］的输出端通过传输信号线［５］相连接，智能转换器［３］的输入端与控制计算机［４］的输出端相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：崔大福，晋伟，汪大宏，周焕威，刘培生，王建国，杨友松，牛焕忠，王家鹏，董大明，
申请(专利权)人：包头钢铁学院，
类型：实用新型
国别省市：15[中国|内蒙]