散装固体物料质量流量测量系统研究

本文一种独特的全软件实时相关流速测量技术，以及一种新的有源栅极式截面相浓度测量方法，它可以有效地解决散装固体物料质量流量测量中的几个关键问题。     

高炉雷达料面成像系统的设计与实现

针对高炉生产现场实时确切掌握高炉内部料面形状分布和变化的迫切需要,建立基于图像处理的高炉料面在线检测模型,并基于雷达物位计、数据采集卡、PLC控制系统和上位机进行了系统集成。综合曲线放样建模和曲面拟合或插值的优缺点,建立基于专家系统带权值的双算法综合料面生成模型,采用最小二乘法曲面拟合算法和NURBS曲面全局插值算法进行曲面拟合,生成料面,通过合理选取雷达数量,选定雷达检测点,最大程度地使雷达测量结果逼近实际料面情况。     

基于FPGA的超声波液体密度传感器

液体密度是工业生产中一个重要的参数,尤其是在医药、化工等领域。本文采用双探头结构,利用声速法测量液体密度,其关键是准确测量超声波在液体中传播时间。传统电路设计由于受到芯片时钟频率的影响,测量效果往往不够理想。为了能够得到精确的测量时间,采用内部时钟频率较高的FPGA来设计高精度的计数器。同时,为了减少外围电路,避免电子器件之间的电磁干扰,系统中的控制和计算模块也都由FPGA来完成。经过实验,结果表明本方法具有较高的可靠性和速度上的优越性。     

高炉料位测量雷达系统的设计与仿真

为解决高炉料位测量存在的测量难度大、精度不高等问题,设计了FMCW微波雷达料位测量系统,并从雷达中频信号处理的角度出发,提出一种自适应高精度(AHPE)算法.该算法通过一次快速傅里叶变换(FFT),将幅值最大和次大的谱线之间确定为的频率细化范围,通过比值法对细化范围进行修正,在此频率范围内用自适应抽取ZOOM-FFT算法估算出频率值.仿真表明,在0～50米距离范围内,达到了高精度、高稳定性的要求.     

FMCW微波液位测量的快速频率估计算法

在FMCW(调频连续波)微波液位测量系统中,回波差拍正弦信号的频率检测是实现距离测量的关键.本文比较了基于离散傅里叶变换的正弦信号频率估计方法:矩形窗比值公式法和能量重心校正法,并分析了这两种算法在频率估计中各自存在的问题,通过分析噪声对频率测量的影响并结合两者的优势,提出一种基于FFT的快速频率估计算法,实验结果表明该方法的测量精度高,计算量小,具有实现简单、快速实时等特点.     

井下动态目标位置跟踪系统及其实现

近年来我国矿井事故时有发生,加强安全生产和监督就成为当务之急,文章设计了一种井下动态目标位置跟踪系统,通过无线射频识别技术(RFID)对井下动态目标位置进行跟踪,通过CAN总线传输到井上计算机,实现人员定位和考勤管理.     

高炉雷达料面测量信号处理系统改进

研制用于高温恶劣生产环境下新型冶金专用雷达.采用改进的调频连续波测量原理,提高了固体雷达料面测量的实时性.提出一种新的智能时变阈值信号处理方法,解决了因高炉内料面反射系数变化影响雷达测距精确性问题.实验室模拟仿真固粉态料面测量表明,该冶金雷达测量料面的跟踪延时在0.2 s以内,最大跟踪测量平均误差控制在0.05%.现场测试结果表明,测量平均误差0.95%,能够实时稳定地跟踪料面变化,满足高炉监控需求.     

高炉料面成像技术与应用进展

在高炉冶炼生产过程中,相较于机械探尺等传统的炉内测量技术,目前国内外出现了基于激光和雷达的料面成像技术。首先,阐述了激光与微波/毫米波雷达为代表的高炉生产环境成像技术及应用,尤其是内部环境恶劣料面成像的国内外现状;概述了激光与微波/毫米波成像的特点,激光测量精度高、准直性好,但抗恶劣环境和干扰能力差;微波/毫米波电磁散射原理的成像技术抗干扰能力强、稳定性好,但存在精度偏低的问题。其次,介绍了国际主流雷达设备类型、料面监测方法及其特点,同时提出了一种新的合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)前视凝视高分辨率成像(forward-looking staring high-resolution imaging, FSHI)方法,具有点云高精度主动抗干扰成像特点,并成功应用于国内大型高炉。最后,展望了雷达点云图像处理、料层分布可视化与高炉雷达保护技术,是未来高炉大规模部署成像雷达成功的关键。     

高温电离式气体流量传感器的研制

概述了一种新型大管径高温含尘气体流量传感器，采用电离气体离子示踪技术测量气体流量，具有本质抗干扰、抗污染能力。针对管径３及流场速度分布特征而设计的一体化结构，对流场影响小，接收电极弧形，耐高温材料制造，适于高温测量，利用上述方法制成的传感器可测量局域流场，并可根据大管径流场分布计算整体流场速度，经实验室测量，精度为３％。