激光探测高炉回旋区深度信号处理算法研究.pdf

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1、激光探测高炉回旋区深度信号处理算法研究王雪，杨波，吴明芳(重庆科技学院电子信息工程学院，重庆401331)ResearchonSignalProcessingAlgorithmofDetectingTuyereDepthUsingLaserRaidWANGXue．YANGBo．WUMing—fang(SchoolofInformationEngineering，ChongqingUniversityofScienceandTechnology，Chongqing401331，China)摘要：高炉回旋区物理参数的确定对高炉炼铁modeling．Thisdirectdetec

2、tingmethodhassome具有极其重要的作用。通过对理论建模计算、检测referringandpracticalvalues．装置探测和数值模拟等方法进行对比，提出了一种Keywords：tuyereraceway；laserechosignal；基于激光回波信号处理的回旋区深度检测技术。通multi—wavelet过对回波信号的混沌性分析，判明回波信号属于非随机信号。采用多小波随机平移算法对回波信号进0引言行降噪处理，提取了回波信号，采用Hilbert—Huang变换对滤波后的信号进行处理，对其瞬时能高炉回旋区是在高炉冶炼过程中，在一定鼓风量进行分析。由于回旋区边

3、缘表现出较为强烈的局速度下，在燃烧带上方形成的一种含有焦炭煤粉等部能量，从能量谱中可较好地提取回旋区边缘信号。固体颗粒做回旋运动的空腔。回旋区存在复杂的液试验发现，基于回波信号的回旋区深度技术具有可一固一气体耦合力学过程及化学反应过程。回旋区的行性。大小及形状决定了高炉煤气的一次分布，反映了焦关键词：回旋区；激光回波信号；多小波炭的燃烧状态，直接影响软熔带的形状和位置。因中图分类号：TP216此高炉回旋区的深度的检测具有很重要的意义。文献标识码：A文章编号：1001—2257(2010)10—0048—041高炉回旋区深度检测方法Abstract：Itisveryimpor

4、tantforironingtech—回旋区深度大小的检测方法分为理论建模计nologyinblastfurnacethatconfirmingphysicspa—算、经验公式和直接探测方法。理论计算建模方法rameters．Inthispaper，itproposedanoveldetec—是在模拟高炉中，通过改变鼓风动能、风口直径和颗tingmethodfordepthofthetuyereracewaybased粒物大小等参数进行试验研究，得到回旋区深度(或onlaserechosignalprocessingafterstudiedtheory直径)D的表达式。经验

5、公式是针对某个特定高modeling，numericalmodelingandsomeotherde—炉，通过物理解剖或实际观测，得到该高炉的D的tectingdevices．Itshownthatthelaserechosignal方法；直接探测方法是采用某种装置，直接或间接测tOtuyereracewayisannon—randomsignal，SOthat量回旋区的D。theweaksignalofthebrimoftheracewaycouldbe1．1理论建模计算detectedintheory．Itappliedakindofmulti—1952年Elliotc

6、等人分别利用二维和三维冷态waveletrandomlytranslationalgorithmtOreduce模型进行研究首先得到了回旋区深度公式；1957年thenoise—signalinechosigna1．TheexperimentsWagstaff和Holman通过定义的回旋区因子和回旋showedthattheracewaydepthacceptedbydetec—区渗透因子，设K为系数；为风口速度；为颗tingtechnologyhassimilartothesometheory粒密度；为气体密度；d为颗粒直径；A为实际风收稿日期：2010—06—08口面积

7、；A为模型风口面积。采用扇形三维模型并基金项目：重庆教委基金(KJ091409)；教育部春晖计划资助项目(Z2008—1—63019)结合高炉工艺参数得到回旋区深度D为口]：·48·《机械与电子>2010(10)期连续观测后才能得到。志p~Vbd,怜}¨5㈤1．3直接探测法该公式考虑了回旋区自身的物理特点，提出了直接探测法是采用某种检测装置，直接际高炉回旋区渗透因子，具有较好的参考价值；日本的羽田回旋区进行探测得到回旋区D的方法。该方法主野等人也利用渗透因子和穿透因子等参数，对单个要有风口取样和信号探测2种。在高炉