Как проверить, что доменная печь заполнена?

Я работаю над доменной печью, мне нужно проверить, заполнена ли она материалами первого, второго и третьего уровней, как показано:

Основные проблемы:

Как вы видите на картинке, очень жарко (от 200 ° C до 900 ° C), поэтому мне нужно защитить свои датчики от этого тепла, а также чтобы они не подвергались воздействию выбросов.

Могу ли я использовать ИК-датчики, камеру или ультразвук для решения этой проблемы?

Обновление 1: -

Печь используется для расплавления известняковых камней. Я боюсь, что высокая температура может повредить датчики или что упавшие камни могут поразить их.

Радарный датчик может работать на вас. Это коммерческий датчик 10 ГГц.

Поскольку температура наверху не так уж плоха для многих диэлектриков, вы можете спроектировать и изготовить обтекатель с продувочным воздухом, который бы удерживал самые сильные пары от датчика.

Это не столько ответ, сколько предложения о том, как подойти к проблеме.

Я бы бросил ОЧЕНЬ широкую сеть в этой проблеме. Начните мозговой штурм вокруг этого, но сначала мы должны действительно понять проблему.

В частности, какую проблему вы пытаетесь решить? Поместите это на другой язык. Я знаю, что вы сказали: «Мне нужно проверить, полно ли это материалов первого уровня ...», но это не та проблема, которую вы на самом деле пытаетесь решить. Это больше похоже на удар по какому-то решению РЕАЛЬНОЙ проблемы. Полезное упражнение, которое любят использовать шесть человек-сигма, - «Пять почему». Зачем тебе это нужно? Является ли целью продолжение какого-либо процесса без вмешательства? Является ли идея, что если у вас кончится материал, вся ваша структура начнет плавиться? Продолжайте спрашивать «Почему» во всех ответах, которые вы разрабатываете, и к тому времени, когда вам исполнится пять, почему вы глубоко разберетесь в проблемах.

Теперь некоторые подробности. Уровни загружаются отдельно, и материалы по-разному используются на разных уровнях? Являются ли материалы топливом или материалом, который нужно расплавить?

Это новая проблема, или это то, что инженеры-технологи имеют дело с хлебом с маслом? Как люди с подобными проблемами подходят к этому. Доменные печи существуют уже давно - почему вдруг вы столкнулись с нерешенной проблемой? Что отличается в вашей ситуации, что все эти люди не сталкивались раньше? Этот тип исследования необходим, а не факультативен.

Почему вы сосредоточены на температуре? Температура снижается или повышается, когда у вас заканчиваются вещи на разных уровнях?

Теперь, с лучшим пониманием проблемы, которую вы пытаетесь решить, мозговой штурм может оказаться полезным. Соберите заинтересованные стороны, и имейте это. На данный момент вы генерируете решения --- ВСЕ решения, а НЕ хорошие решения! Проявите творческий подход. Позже пришло время выбирать, какие решения хороши. Не пытайтесь развивать идеи слишком много в это время.

Несколько идей для начала мозгового штурма:

• Есть ли какой-нибудь способ получить нужную информацию от мониторинга выхлопа процесса? Можете ли вы добавить что-нибудь к известняку, который испаряется, и вы можете проверить это на выходе?
• Есть ли какая-то информация, которую можно получить, взвесив структуру?
• Можете ли вы измерить температуру кожи в структуре и использовать некоторые методы теплового моделирования, чтобы отобразить это обратно внутрь>
• ...

Оптический пирометр измеряет температуру поверхности «объекта», а «объект» в вашем приложении - это поднимающаяся (или падающая) поверхность внутри доменной печи. Учитывая вашу диаграмму, имеет смысл предположить, что чем ниже поверхность, тем горячее поверхность.

Поэтому используйте бесконтактный промышленный пирометр, установленный в верхней части печи, для измерения температуры поверхности расплавленного вещества и по этой температуре определяйте высоту поверхности.

Они используют оптические пирометры в реактивных двигателях, чтобы «искать» горячие точки на лопатках турбинных двигателей, поэтому идея уже защищена.

Прочный датчик находится слева от экрана. Может быть, это сработает?

Оптическая пиросистема

Пирометр

Другой способ заключается в использовании электропроводности расплавленного металла для уменьшения индуктивности катушки, встроенной в боковую часть печи в необходимых точках. По сути, это металлоискатель, и он должен быть в состоянии точно определить поверхность расплавленного металла на пару дюймов. Шлак, который находится сверху расплавленного металла, вероятно, не будет обнаружен - небольшое падение.

Другая идея может заключаться в измерении температуры газов, выходящих из расплавленной жидкости. Если я правильно помню, эти газы в основном представляют собой оксид углерода и диоксид примерно в равных количествах (для производства стали) - возможно, чем выше поверхность, тем ниже температура.

$_2$

Как я уже сказал, просто купите фурансовое стекло, как это, и поместите его в стену фуранса и определите уровни, которые вы хотите. это всего лишь $ 60, а также гарантировано до 2300 ° F (1260c).

хорошо тебе провести время!

Edit-1:

По моему мнению, пыль не очень важна, но чтобы избежать ее, вы можете сделать несколько веток выше уровня известняка и выполнять свою работу! выглядеть так:

Есть несколько подходов, которые вы можете сделать это проще, чем подход выше.

Edit-2:

в расплавленной части вы можете использовать мой трюк, а для неплавленной части вы можете поставить диагональ стены.

Я сверлял отверстия в боковой части печи и решал эту проблему механически, пытаясь вставить стержень. Таким образом, вы можете даже брать образцы с разных высот.

Но я думаю, это не проблема. Печь должна, как печи работают, всегда заполняться до вершины, не так ли?

Можете ли вы сделать нижний загрузочный конус достаточно теплостойким, чтобы его можно было ненадолго опустить на верхнюю часть заряда? Если это так, то просто измеряйте длину цепи до тех пор, пока она не ослабнет, как при съемке морских зондирований, качая поводок.

Я мог бы быть наивным, но я бы сделал это одним из двух способов:

а) Используйте ультразвук или аналогичные измерения по вертикали, чтобы определить уровень жидкости. Это может быть / может быть нечетко при добавлении холодного материала сверху.

б) Используйте (возможно, ИК) камеру сверху. Если наклон внутренней стены достаточно крутой, вы сможете получить простую формулу для определения уровня жидкости, учитывая фиксированное положение камеры [Редактировать: конечно, из пикселей изображения]. Это путем обнаружения визуального / теплового края между стеной и содержимым. Получив одну полную запись о работе печи, вы определите соотношение и ошибку (между расстоянием от фиксированной точки-пикселя непосредственно под камерой и краем жидкости).

Самое дешевое ИМХО.

Исходя из разницы в весе печи по сравнению с пустой, следует дать вам хорошее представление о том, насколько она заполнена. Это может быть не так точно, как другие варианты, но вам, вероятно, не придется беспокоиться о высокой температуре.

Это, очевидно, не очень практично, если печь уже построена, но может быть полезной альтернативой более сложным методам измерения, если она может быть встроена в первоначальную конструкцию самой печи.