Come verificare che l'altoforno sia pieno?

Sto lavorando al forno di altoforno, devo controllare se è pieno di materiali nei livelli uno, due e tre come mostrato: -

I principali problemi:

Fa molto caldo come vedi nella foto (da 200 ° C a 900 ° C), quindi ho bisogno di proteggere i miei sensori da questo calore e ho anche bisogno che non siano influenzati dalle emissioni.

Posso usare sensori IR, videocamera o ultrasuoni per risolvere questo problema?

Aggiornamento 1: -

Il forno viene utilizzato per fondere pietre calcaree. Temo che il calore possa danneggiare i sensori o che pietre cadute possano colpirli.

Un sensore radar potrebbe funzionare per te. Questo è un sensore commerciale da 10 GHz.

Poiché la temperatura nella parte superiore non è troppo male per molti dielettrici, è possibile progettare e costruire un radome con aria di purga che mantenga il peggio dei fumi lontano dal sensore.

Questa non è tanto una risposta, ma suggerimenti su come affrontare il problema.

Darei una rete MOLTO ampia a questo problema. Inizia a fare brainstorming, ma prima dobbiamo capire davvero il problema.

In particolare, qual è il problema che stai cercando di risolvere? Mettilo in una lingua diversa. So che hai detto "Devo controllare se è pieno di materiali di livello uno, ...", ma non è questo il problema che stai effettivamente cercando di risolvere. È più come una pugnalata a qualche soluzione al problema REALE. Un esercizio utile che piace a sei persone sigma è "Five Why's". Perché hai bisogno di questo? L'obiettivo è di continuare un processo senza intervento? L'idea è che se rimani senza materiale, l'intera struttura inizia a sciogliersi? Continuate a chiedere "Perché" per tutte le risposte che sviluppate e quando avrete cinque perché siete profondi, avrete una comprensione molto migliore dei problemi.

Ora, alcuni particolari. I livelli vengono caricati separatamente e i materiali vengono utilizzati in modo diverso in livelli diversi? I materiali sono combustibili o materiali da fondere?

Si tratta di un nuovo problema o è qualcosa che gli ingegneri di processo affrontano come pane e burro? Come affrontano le persone con problemi simili. Gli altiforni sono in circolazione da molto tempo: perché all'improvviso ti sei imbattuto in un problema irrisolto? Cosa c'è di diverso nella tua situazione che tutte queste persone non hanno mai incontrato prima? Questo tipo di ricerca è necessario e non facoltativo.

Perché ti sei concentrato sulla temperatura? La temperatura scende o sale quando finisci le cose a diversi livelli?

Ora, con una migliore comprensione del problema che stai cercando di risolvere, il brainstorming può essere utile. Raccogliere le parti interessate e farlo. A questo punto, stai generando soluzioni --- TUTTE le soluzioni, NON buone soluzioni! Diventa creativo. Più tardi è il momento di scegliere quali soluzioni sono buone. Non tentare di sviluppare troppo le idee in questo momento.

Alcune idee di brainstorming per iniziare:

• Esiste un modo per ottenere le informazioni necessarie dal monitoraggio dello scarico del processo? Puoi aggiungere qualcosa al calcare che vaporizza e puoi saggiarlo all'uscita?
• Ci sono informazioni da guadagnare pesando la struttura?
• Riesci a misurare le temperature della pelle della struttura e utilizzare alcune tecniche di modellizzazione termica per mappare ciò verso l'interno>
• ...

Un pirometro ottico misura la temperatura superficiale di un "oggetto" e "oggetto" nella vostra applicazione è la superficie in aumento (o in calo) all'interno dell'altoforno. Dato il tuo diagramma, ha senso presumere che più bassa è la superficie, più calda è la superficie.

Pertanto, utilizzare un pirometro industriale senza contatto montato nella parte superiore del forno per misurare la temperatura superficiale della sostanza fusa e da questa temperatura determinare l'altezza della superficie.

Usano i pirometri ottici nei motori a reazione per "cercare" punti caldi sulle pale delle turbine dei motori in modo che l'idea sia già rinforzata.

La sonda rinforzata si trova a sinistra dello schermo. Forse funzionerebbe?

Sistema pirotecnico ottico

Pirometro

Un altro modo è quello di utilizzare la conduttività elettrica del metallo fuso per ridurre l'induttanza di una bobina incorporata nel lato del forno nei punti necessari. Fondamentalmente è un metal detector e dovrebbe essere in grado di puntare la superficie di metallo fuso a un paio di pollici. Le scorie che si trovano sulla parte superiore del metallo fuso probabilmente non saranno rilevabili - leggera caduta.

Un'altra idea potrebbe essere quella di misurare la temperatura dei gas che fuoriescono dal fluido fuso. Se ricordo bene, questi gas sono principalmente monossido di carbonio e biossido in quantità uguali (per la produzione di acciaio) - forse più è alta la superficie, più bassa è la temperatura.

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Come ho già detto, basta acquistare un bicchiere da furance come questo e inserirlo nel muro del furance e rilevare i livelli desiderati. questo è solo $ 60 ed è garantito fino a 2360 ° F (1260c).

divertiti!

Edit-1:

Secondo me la polvere non è molto importante, ma per evitarlo puoi rendere diversi rami superiori al livello del calcare e fare il tuo lavoro! Assomiglia a questo:

ci sono diversi approcci che puoi fare in modo semplice rispetto all'approccio sopra.

Edit-2:

nella parte fusa puoi usare il mio trucco e per la parte non fusa puoi mettere in diagonale il muro.

Farei dei fori nel lato della fornace e risolverei questo problema meccanicamente cercando di inserire un'asta. In questo modo potresti persino prelevare campioni dalle diverse altezze.

Ma suppongo che questo non sia un problema. Una fornace dovrebbe, come funzionano le fornaci, essere sempre piena fino in fondo, non è vero?

Riesci a rendere il cono di carico inferiore sufficientemente resistente al calore da poter essere brevemente abbassato sulla parte superiore della carica? Se è così, allora basta misurare la lunghezza della catena fino a quando non si allenta, come quando si prendono i sondaggi marini facendo oscillare il piombo.

Potrei essere ingenuo ma lo farei in uno dei due modi:

a) Utilizzare gli ultrasuoni o misurazioni simili in verticale, per determinare il livello di liquido. Questo sarà / potrebbe essere confuso durante l'aggiunta di roba fredda dall'alto.

b) Utilizzare una (possibilmente IR) videocamera dall'alto. Se la pendenza della parete interna è abbastanza ripida, dovresti essere in grado di derivare una formula semplice per determinare il livello del liquido, data la posizione fissa della telecamera [Modifica: dai pixel dell'immagine ovviamente]. Cioè rilevando il bordo visivo / termico tra la parete e il contenuto. Data una registrazione completa del funzionamento della fornace, determinerai la relazione e l'errore (tra la distanza dal punto-pixel fisso direttamente sotto la telecamera e il bordo del liquido).

IMHO più economico.

Andare dalla differenza di peso del forno rispetto al vuoto dovrebbe darti un'idea decente su quanto sia pieno. Potrebbe non essere preciso come altre opzioni, ma probabilmente non dovrai preoccuparti del calore.

Questo ovviamente non è molto pratico se il forno è già costruito, ma potrebbe essere una valida alternativa ai metodi di rilevamento più complessi se può essere progettato nella costruzione iniziale del forno stesso.