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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN102864263102864263B(45)授权公告日2014.10.15(21)申请号201210404903.73段.(22)申请日2012.10.22CN101020933A,2007.08.22,第2-4段、最后1段.(73)专利权人北京科技大学审查员李志鹏地址100083北京市海淀区学院路30号(72)发明人陈先中(74)专利代理机构北京金智普华知识产权代理有限公司11401代理人皋吉甫(51)Int.Cl.C21B7/24(2006.01)(56)对比文件CN102465191A,2012.05.23,说明书第56-60、63-64、69、72段.CN202453038U,2012.09.26,说明书第20-21段.CN1828242A,2006.09.06,说明书第权权利要求书1页利要求书1页说明书6页说明书6页附图4页附图4页(54)发明名称一种测量高炉料面形状的机械式扫描雷达装置(57)摘要一种测量高炉料面形状的机械式扫描雷达装置,包括雷达本体、雷达专用天线、雷达运动装置及其电控单元、数据传输系统、三维显示系统及控制室,所述雷达运动装置包括一万向球云台及其电控单元,雷达本体及雷达专用天线安装在万向球云台上,所述电控单元控制万向球云台的旋转运动、沿套筒的上下热保护运动及雷达专用天线的三维任意角度旋转运动。本装置可以测量一个比较确定的范围,减少了雷达信号处理的难度,降低了成本。同时延长了伸入到高炉内部的天线的工作寿命。CN102864263BCN1028643BCN102864263B权利要求书1/1页1.一种测量高炉料面形状的机械式扫描雷达装置,包括雷达本体、雷达专用天线、雷达运动装置、数据传输系统、三维显示系统及控制室,其特征在于:所述雷达运动装置包括一万向球云台及其电控单元,雷达本体及雷达专用天线安装在万向球云台上,所述电控单元由两台电机精确控制万向球云台的旋转运动、沿套筒的上下热保护运动及雷达专用天线的三维任意角度旋转运动;所述扫描雷达装置还包括:在高炉炉顶开设一个孔,孔上安装一个侧壁带冷却系统的夹层套筒,套筒顶部安装密封法兰盖板,形成一个完整的和高炉内部相通、和外部完全隔离的保护罩,所述万向球云台安装在罩的内部;所述数据传输系统包括一上位机及下位机,所述上位机安装在炉顶上,下位机安装在控制室,两者之间通过通讯协议,完成云台运动及云台工作信号的双向传输;所述三维显示系统完成正常料面三维显示、料面局部放大与细部观察;雷达机械扫描结构由雷达专用天线在两个垂直方向上沿十字卡槽左右前后移动进行扫描或以渐开式螺旋线转动扫描;沿十字卡槽左右前后移动进行扫描,其运动装置具体结构是雷达本体的探尺通过万向球云台安装在法兰上,雷达本体的探尺的上端与一异型节铰链连接,雷达本体的探尺随着异型节的牵引通过万向球云台摆动;一滑条穿过异型节,使得异型节部分转动转变成平移运动,避免垂直方向的运动发生干涉;异型节能沿滑条滑动,滑条能沿滑行套的滑槽滑动,滑行套与螺杆相连,螺杆与电机和减速机相连,控制电机使滑行套在螺杆上滑动,通过连杆机构使雷达本体的探尺在该方向上直线运动;在垂直方向上存在与以上完全相同的机械结构可以在垂直方向上运动;两台电机精确控制雷达专用天线沿导槽左右前后移动,同时电控单元使转台围绕万向球云台做旋转运动,使雷达专用天线微波能够指向料面任意位置,覆盖高炉料面的所有点,且雷达专用天线设置了定位和起点检测装置;以渐开式螺旋线转动扫描,其运动装置具体结构是由雷达本体探尺通过万向球云台安装在法兰上,雷达本体的探尺的上端与传动杆铰链连接,一动力划杆一端穿过传动杆,另一端与外直尺螺母铰接,外直尺螺母与螺栓连接,固定在底板上;一钢球放置在外直尺螺母内,并与动力划杆底部斜面接触;电机驱动外直尺螺母转动,动力划杆以渐开式螺旋线转动,动力划杆通过传动杆驱动探尺,雷达本体的探尺也以渐开式螺旋线转动,并且可随机定位、随机正反转或重复扫描。2.根据权利要求1所述的雷达装置,其特征在于:所述万向球云台上面的十字卡槽上,设置有定位块,每次装置开始测量时,万向球云台都退到卡槽的定位块上;所述定位块活动安装或固定焊死。3.根据权利要求1所述的雷达装置,其特征在于:所述数据传输系统控制万向球云台的运动从而控制雷达专用天线的运动路径:按照确定的路径走一边,获得料面数据;或控制雷达专用天线移到某一个点,测量该点的料面数据,实现定点测量、任意料线或者料面的测量。2CN102864263B说明书1/6页一种测量高炉料面形状的机械式扫描雷达装置技术领域[0001]本发明涉及冶金领域使用微波技术进行料面形状测量的场合,特别适用于高炉内三维料面的成像,也适用于其他领