УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЛЬЕФА И УРОВНЯ ПОВЕРХНОСТИ МАТЕРИАЛОВ Советский патент 1996 года по МПК G01B15/04 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам для измерения контуров или кривых, например для измерения профилей сечений с помощью волновых излучений или потока элементарных частиц, и может быть использовано для определения рельефа уровня поверхности засыпи доменных печей.

Известны устройства для определения рельефа и уровня поверхности материалов, содержащие источники и приемники ионизирующего излучения, счетно-решающую и регистрирующую аппаратуру [1] Однако ввиду нестабильности шихты по химсоставу или больших расстояний и углов рассеивания в устройствах возникают значительные погрешности при контроле рельефа поверхности материалов, особенно периферийных зон, снижается надежность их работы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является устройство для определения рельефа и уровня поверхности материалов, содержащее два источника ионизирующего излучения, выполненные со щелевыми коллиматорами и механизмами перекрытия потока излучения и неподвижно установленные в одной плоскости и расположенные диаметрально противоположно, коллимированный приемник ионизирующего излучения, установленный с возможностью поворота вокруг двух взаимно перпендикулярных осей, одна из которых лежит в плоскости размещения источников, и снабженный механизмом его поворота вокруг осей, последовательно включенные датчик угловой ориентации приемника ионизирующего излучения, счетно-решающий блок и регистрирующую аппаратуру [2]
Известное устройство не обеспечивает контроля периферийных участков поверхности материалов, имеет значительные погрешности и низкую надежность определения ее рельефа и уровня.

Цель изобретения заключается в расширении диапазона контролируемых участков рельефа поверхности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения рельефа и уровня поверхности материалов снабжено дополнительно двумя источниками ионизирующего излучения, выполненными аналогично основным и неподвижно установленными в плоскости размещения основных источников, все источники расположены по окружности на равном расстоянии один от другого, приемником ионизирующего излучения, выполненным аналогично основному и установленным в плоскости размещения основных и дополнительных источников по окружности на равном расстоянии от смежных источников и диаметрально противоположно от основного приемника, также равноудаленного от смежных источников другой пары, и датчиком угловой ориентации, подключенным к второму входу счетно-решающего блока, коммутирующим блоком, выходы которого соединены с механизмом перекрытия потоков каждого из источников ионизирующего излучения и механизмом поворота каждого приемника ионизирующего излучения, а входы коммутирующего блока соединены с датчиками угловой ориентации.

На чертеже схематически изображено устройство для контроля рельефа и уровня поверхности материалов.

Устройство содержит источники 1, 2, 3 и 4 ионизирующего излучения, выполненные со щелевыми коллиматорами 5, 6, 7 и 8 соответственно и механизмами 9, 10, 11 и 12 перекрытия потока, установленные в одной плоскости по окружности на равном расстоянии коллимированные приемники 13 и 14 ионизирующего излучения, размещенные в той же плоскости источников 1, 2, 3 и 4 на равном расстоянии от смежных источников, с механизмами 15 и 16, дающими возможность осуществлять поворот соответствующих коллимированных приемников 13 и 14 ионизирующего излучения вокруг осей, находящихся в плоскости источников 1, 2, 3 и 4 ионизирующего излучения, и механизмами 17 и 18, дающими возможность осуществлять поворот также коллимированных приемников 13 и 14 вокруг осей, перпендикулярных плоскости, в которой установлены источники 1, 2, 3 и 4 ионизирующего излучения.

За положением осей приемников 13 и 14 в пространстве могут осуществлять слежение датчики 19 и 20 угловой ориентации приемников, выходы которых подключены к счетно-решающему блоку 21, выходы которого подключены к регистрирующей аппаратуре 22.

Коммутирующий блок 23 подключен к механизмам 9, 10, 11 и 12 перекрытия потока, механизмам 15, 16, 17 и 18 поворота приемников 13 и 14 вокруг двух взаимно перпендикулярных осей, а также к датчикам 19 и 20 угловой ориентации приемников 13 и 14.

Работа устройства для определения рельефа и уровня поверхности материалов осуществляется следующим образом. По заданной программе одна пара источников, например 1 и 3, перемещается из положения "Хранение" в положение "Работа" посредством механизмов соответственно 9 и 11 перекрытия потока и облучает узкую полоску материала по диаметру Д₁. При этом другая пара источников 2 и 4 находится в положении "Хранение". Приемники 13 и 14 выводятся в исходную точку локации поверхности соответственно под источниками 1 и 3. Затем через определенный интервал времени приемники 13 и 14 с заданными и равными скоростями поворачиваются вокруг осей, перпендикулярных плоскости, в которой находятся источники 1 и 3 излучения, что осуществляется посредством механизмов 17 и 18.

Одновременно осуществляется слежение за облученной полосой посредством приемника 13 (по радиусу R₁) и приемника 14 (по радиусу R'₁), в результате осуществляется поворот приемников 13 и 14 вокруг осей, находящихся в плоскости источников 1 и 3. При повороте приемников 13 и 14 на угол 67,5^o относительно исходного направления источники 1 и 3 по сигналам приемников 13 и 14 и датчиков 19 и 20 их угловой ориентации с помощью коммутирующего блока 23 и механизмов 9 и 11 перекрытия потока переводят в положение "Хранение", а источники 2 и 4 с помощью механизмов 10 и 12 перекрытия потока переводит в положение "Работа". При этом приемник 13 осуществляет слежение по радиусу R₂, а приемник 14 по радиусу R'₂.

В процессе слежения данные об угловой ориентации приемников 13 и 14 непрерывно передаются в счетно-решающий блок 21, который преобразует текущие координаты определяемых точек поверхности из биполярной системы (Φ,ψ) в декартову (h, x) по формуле
(1)
(2)
где D_o диаметры печи (объекта контроля);
Φ и ψ углы поворота приемника излучения вокруг оси, находящейся в плоскости источников и оси, перпендикулярной ей.

Результаты измерения рельефа поверхности материалов записываются в требуемом масштабе на регистpирующей аппаратуре 22, например двухкоординатном самописце. При повороте приемников 13 и 14 на угол 135^o контроль рельефа поверхности заканчивается и источники 2 и 4 переводятся в положение "Хранение".

Таким образом, за один ход приемников 13 и 14 осуществляется в целом контроль рельефа и уровня поверхности по двум взаимно перпендикулярным диаметрам Д₁ и Д₂.

Последующий контроль рельефа поверхности может производиться аналогичным образом как при прямом, так и обратном ходе приемников 13 и 14.

Использование устройства для контроля формы поверхности материалов в данной печи дает возможность на более ранних стадиях определить отклонение от нормального хода печи и своевременного их устранения и тем самым позволит повысить производительность печи и уменьшить расход кокса.

Устройство для определения рельефа и уровня поверхности материалов, содержащее два источника ионизирующего излучения, выполненные с щелевыми коллиматорами и механизмами перекрытия потока излучения и неподвижно установленные в одной плоскости и расположенные диаметрально противоположно, коллимированный приемник ионизирующего излучения, установленный с возможностью поворота вокруг двух взаимно перпендикулярных осей, одна из которых лежит в плоскости размещения источников, и снабженный механизмом его поворота вокруг осей, последовательно включенные датчик угловой ориентации приемника ионизирующего излучения, счетно-решающий блок и регистрирующую аппаратуру, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона контролируемых участков рельефа поверхности, оно снабжено дополнительно двумя источниками ионизирующего излучения, выполненными аналогично основным и неподвижно установленными в плоскости размещения основных источников, все источники расположены по окружности на равном расстоянии один от другого, приемником ионизирующего излучения, выполненным аналогично основному и установленным в плоскости размещения основных и дополнительных источников по окружности на равном расстоянии от смежных источников и диаметрально противоположно от основного приемника, также равноудаленного от смежных источников другой пары, и датчиком угловой ориентации, подключенным к второму входу счетно-решающего блока, коммутирующим блоком, выходы которого соединены с механизмом перекрытия потоков каждого из источников ионизирующего излучения, и механизмом поворота каждого приемника ионизирующего излучения, а входы коммутирующего блока соединены с датчиками угловой ориентации.

Устройство для определения рельефа и уровня поверхности материалов, содержащее два источника ионизирующего излучения, выполненные с щелевыми коллиматорами и механизмами перекрытия потока излучения и неподвижно установленные в одной плоскости и расположенные диаметрально противоположно, коллимированный приемник ионизирующего излучения, установленный с возможностью поворота вокруг двух взаимно перпендикулярных осей, одна из которых лежит в плоскости размещения источников, и снабженный механизмом его поворота вокруг осей, последовательно включенные датчик угловой ориентации приемника ионизирующего излучения, счетно-решающий блок и регистрирующую аппаратуру, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона контролируемых участков рельефа поверхности, оно снабжено дополнительно двумя источниками ионизирующего излучения, выполненными аналогично основным и неподвижно установленными в плоскости размещения основных источников, все источники расположены по окружности на равном расстоянии один от другого, приемником ионизирующего излучения, выполненным аналогично основному и установленным в плоскости размещения основных и дополнительных источников по окружности на равном расстоянии от смежных источников и диаметрально противоположно от основного приемника, также равноудаленного от смежных источников другой пары, и датчиком угловой ориентации, подключенным к второму входу счетно-решающего блока, коммутирующим блоком, выходы которого соединены с механизмом перекрытия потоков каждого из источников ионизирующего излучения, и механизмом поворота каждого приемника ионизирующего излучения, а входы коммутирующего блока соединены с датчиками угловой ориентации.