JPH0252224A - 荷重の重量を測定するための計量装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、車両の荷重キャリヤの荷重の重量を測定する
ための計量装置に関し、荷重キャリヤは、例えは、車両
の車輪シャーシ又はボギーの可動構造における少なくと
も１つのバネ・ユニットによって支持される。

本発明を要約すれば、車両の可動基礎構造における少な
くとも１つのバネ・ユニッ１〜によって支持された、少
なくとも１つの車両の荷重キャリヤの荷重の重量を測定
するために、計量装置が、荷重の下の１つ又は複数のバ
ネ・ユニットの弾性変形を測定するための手段を設けら
れる。測定手段は、荷重キャリヤに取り付けられた基準
物体を含む。車両における脆弱な装置を避け、そして獲
得される情報を改良するために、ａ（（］定手段は、基
準物体の位置の非接触観測のための電気観測手段を含む
。電気観測手段は、車両から離れている。

従来の技術及び発明か解決しようとする問題点発明は、
鉄と鋼加工において使用される溶銑混銑炉又は混鉄車と
して公知な如く、特に溶鉄キャリヤへの応用に関して以
下に説明されるか、この応用に制限されない。

車両荷重のための計量装置は、Ｆ　Ｒ，−Ａ　−２，４
３６，９７５から公知である。これは、荷重の重量の下
で車両のバネ　ユニッ１〜の弾性変形を測定するための
手段を有する。測定は、荷重キャリヤに結合された基準
物体を含む。具体的に、測定板は、鉄道貨車の形式にお
ける車両の貨物区画室へ基準物体として適合される。鉄
道貨車の一組の板バネは、バネ・ユニットを形成する９
基準指針が、−組の板バネと共に、測定板に取り付けら
れる。２つの基準指針の相対位置は、鉄道貨車における
荷重の測定である。

この公知のシステムは、特に、溶銑混銑炉の装填中の使
用時、多数の不都合を有する。溶銑混銑炉は、例えば、
溶鉱炉から製鋼工場に、約１６５０°Ｃの熔融銑鉄を運
搬するための溶鉱炉と製鋼所の組み会わせにおいて使用
される鉄道車両である。溶銑混銑炉における貨物区画室
は、楕円形状の混銑炉取鍋である。混銑炉取鍋は、トラ
ニオンを設けられ、これによりバネの介入により、車輪
基礎構造に位置する。混銑炉取鍋は、充填穴を設けられ
る。

溶銑混銑炉を充填するために、それは、溶鉱炉の鋳込み
室の下に位置付けられ、そしてｌｉ込み室から流出する
出銑トイからの銑鉄の非遮蔽噴射が、充填穴を通って溶
銑混銑炉に垂直に流れる。溶銑混銑炉が充填される時、
鋳込み室における操作員は、銑鉄流を監視し、そして溶
銑混銑炉の直接の近接に人はいない。結果として、公知
の装；Ｗにより、作業員が特別に配備されないならは、
装填中溶銑混銑炉の投入量の重量を読み収ることは、可
能ではない。

公知の装置の別の軍部きは、投入量の重量を測定しかつ
決定するための電気手段を協えないことである。

問題点を解決するための手段 発明の目的は、これらの不都合を除去又は縮小する計量
装置を設けることである。

発明による計量装置は、ｆｌｌｌｌ定手段が、例えは、
地面の如く固定点に関した基準物体から生ずる視覚像の
変位の観測により、基準物体の位置の非接触走査のため
の電気観測手段を具備することを特徴とする。観測手段
は、車両から離れており、即ち、それは車両から分離さ
れ、あるいは車両から切断され、そして例えば、地面に
おける固定点において取り付けられる。

発明による計量装置により、車両と接触することなしに
、ある距離から車輪基礎構造に関する基準物体の位置を
電気的に測定することが、可能である。これは、車両に
搭載された測定装置の存在を回避する。これは、測定装
置が、搭載された鉄道車両に広がる状態に耐えることが
しばしばできないために、無人鉄道車両と、特に、溶銑
混銑炉では大きな利点である。発明による計量装置はま
た、車両に搭載された測定装置が、地上ベース情報処理
装置へのプラグ接続に連結される必要性を回避する。そ
のような情報転送における外乱源であるプラグ接続は、
回避される。電気観測手段から生ずる出力信号は、投入
量の大きさをある距離において可視にするために使用さ
れ、そして後の処理のなめに計量日付を記憶するために
使用される。発明による計量装置は、操作員の不在にお
ける動作に適し、そしてまた、危険な環境における使用
に適する。

計量装置を較正しかつヂエックするために、例えば、溶
銑混銑炉の車両は、空と充填の両方で、公知の方法にお
いて橋バカリを用いて周期的に計量される。代替的に、
較正は、既知の重量を装填又は放出することにより、行
われる。

観測された視覚又は他の像は、それを行うために適した
装置によって、車両において生成された像であり、そし
て電気走査装置によって基準物体として認識される。し
かし、電気観測装置において、車両の外側の光源を用い
て車両に付着された基準物体を監視することにより、電
気信号を形成することが、好ましい。この場合、計量装
置の一部として、車両において受動基準物体のみが存在
する。受動基準物体は、非常に頑強であり、そして作成
が簡単である。それから計量装置は、危険な環境におい
て腕弱な部品を有さない。

基準物体は、例えば、穴、形状又は記号である。

基準物体は、好ましくは、例えば、平坦板における少な
くとも１つのスロット形式であり、穴は、縦方向におい
て少なくとも部分的に水平に延びており、そして観測像
を与える。これは、測定中観測手段に関した車両の水平
位置が、重要ではないという利点を有する。溶銑混銑炉
で計量装置を使用する時、これは、充填穴と出銑トイの
相対位置が、水平位置と基準物体から演鐸されるという
特別な利点を有する。このようにして、銑鉄のこぼれが
防止される。

しはしば、荷重の重量と共に、荷重が置かれた車両の識
別についての情報を表示しかつ記憶することが、望まれ
る。例えば、これは、荷重の値を計上し、かつ生産流に
従うために重要である。車両の自動識別は、発明の実施
態様により可能であり、この場合計量装置は、基準物体
の少なくとも１つの寸法を測定するための手段を備える
。基準物体の寸法に車両の特性的かつユニークな値を与
えることにより、車両は、重複なしに計量装置により識
別される。これは、車両に特性的である所定幅で、各基
準物体を形成するスロット形式を与えることにより、非
常に単純な方法において実現される。

測定中水平位置における広がりとは別に、広がりはまた
、例えば、互いに異なる車両の結果として、測定中基準
物体の垂直開始位置において発生ずる。この結果として
、基準物体の変位を計算する時、角度誤差が、視覚像の
変位により導入される。この潜在的な角度誤差は、発明
による計量装置の基準物体が、既知の距離だけ間隔をあ
けた少なくとも２つのスロット形式を含み、そして計量
装置が、この距離を測定する手段を備える時、除去され
る。２つのスロワ１〜の既知の間隔は、２つのスロット
の像の既知の間隔に関連する。２つのスロットの像の間
の既知及び測定間隔の差から、２つのスロットの像が観
測装置において収容される角度が、計算される。この既
知の角度により、スロットの単一像の変位か、スロワ１
への実変位を獲得するために修正される。スロットの寸
法はまた、スロットの実寸法に計算しなおされ、これに
より車両を識別するために計量装置を使用する時の識別
誤差を防止する。

溶銑混銑炉で使用される時、この実施態様は、基準物体
がまた、混銑炉取鍋に適合されるという特別な利点を達
成する。溶銑混銑炉の既知の高さにより、測定寸法から
、基準物体の表面が垂直表面に関して形成する角度を計
算することが可能である。このようにして、混銑炉取鍋
における充填穴の垂直位置がまた、知られる。

発明の単純かつ信頼性のある実施態様は、電気観測手段
が、光学式カメラと、光学式カメラにおいて基準物体の
視覚像の位置を確認するための手段とを具備することを
特徴とする特に、光学式カメラは、「電荷結合素子カメ
ラ」を具備する。

特に、電荷結合素子カメラ（ＣＣＤカメラ）は、可動部
品を有さない走査の頑強な手段てあり、かつ実際の使用
のための適切な精度を有する。］０２４ダイオードの「
線形配列」を存するＣＣＤカメラは、０１％の分解能を
有し、計量装置の実際の応用に対してしはしは十分であ
る。従来のビデオ　カメラはまた、光学式カメラどして
可能である。

鋼生産において、溶鉱炉から出てくる相鉄は、製鉄所に
おいて精製される。この目的のために、非所望の化学要
素が、化学及び物理的手段によって銑鉄から除去される
。プロセスの一部が、すでに、溶鉱炉からの出鋼中又は
溶銑混銑炉において実施されるならば都合が良い。発明
による計量装置は、このために特に都合が良く、荷重キ
ャリヤの単位時間当たりの重量変化を計算するだめの手
段を備える。

そのような計量装置は、車両の現充填率についてと、現
銑鉄流の大きさについての情報を与える。

銑鉄流の大きさは、溶鉱炉から又は溶銑混銑炉における
銑鉄に適用される精製プロセスにおいて必要な情報であ
る。

さらに、銑鉄流の大きさはまた、溶鉱炉における鉱石還
元の進行を評価するための重要な情報である。今までこ
のために一般に使用された計量装置は、溶銑混銑炉にお
けるロードセルにＩＡ８つき、そしてロードセルと地上
ノ＼−ス処理装置の間の電気接続を使用し、そして混銑
炉があふれるか、又は銑鉄かこぼれる時、非常に脆弱と
いう不都合を有する。また、静的な橋はかりは、溶鉱炉
の下の使用のなめに非常に脆弱である。

発明の１つの有益な形式において、観測手段は、複数の
車両に関連し、各々は、基準物体を存する。

それから、観測される特定の車両を識別するなめに、個
／Ｚに明確な基準物体を備えた車両のそれぞれの基準物
体の、該観測手段による観測による認識のなめ手段が設
りられる。

計量装置は、異なる基準物体をそれぞれ有する複数の該
車両に関する情報を保持するデータ記憶装置を含むデー
タ処理手段を有する。車両は、溶銑キャリヤてあり、そ
して情報は、少なくとも、各車両の識別、各車両の基準
物体、各車両のバネ特性に関係する。データ処理手段は
、車両に装填又は車両から放出された金属の重量に関す
る供給データから各該車両のハネ特性を計算するように
配置される。

実施例 発明は、添付の図面を参照して、非制限的な実施例によ
り、次に説明される。

図面における同一参照番号は、対応する機能を有する要
素又は部品を示す。

第１図において、溶銑混銑炉２（混銑車）の混銑炉取鍋
１の部分が示される。混銑炉取鍋］は、各端部において
、軸受はブロック４に位置するトラニオン３を備える。

トラニオン３は、混銑炉取鍋を縦軸１］の回りて回転さ
せるための歯車箱５において終端する。溶銑混銑炉の充
填穴は、７において示される。

軸受はブロック４を支持するフレーム６は、各々が４つ
の車軸を有する２つのボギー８と９において支持される
。ボギーは、バネ１ｏを備える。

従来の溶鉄混銑炉は、３７５トンの非積載重量と、４５
０　）−ンの名目荷重を存する。４．５０１−ンの投入
量により、バネは、約４０ｍｍ圧縮され、即ち、言い換
えれば、４５０１−ンの投入量により、混銑炉取鍋は、
非積載位置に関し”Ｃ４０ｍｍ’ｌ”降する。

基準物体４０は、２つの平行な間隔付きスロット４１と
４２を備えた平坦板の形式において、歯車箱５において
位置する。基準物体は、荷重の重量の影響の下で、混銑
炉取鍋の移動に従う。

第２図は、電荷結合素子カメラ（ＣＣＤカメラ）２０を
示す。カメラにおける線形配列は、２１において示され
る。ＣＣＤカメラ２０は、三脚架２２において確実にセ
ットアツプされる。ＣＣＤカメラの視覚軸は、２３によ
って示される。

日光又は人工の光源が使用される光源を用いて、光学像
基準物体４０は、レンズのセットにより、ＣＣＤカメラ
２０の線形配列２１において記録される。混銑炉取鍋］
における投入量の可変重量の結果としての基準物体の移
動は、ＣＣＤカメラにおける像の移動を引き起こす。図
面に示されない計算装置の補助により、そして光学から
の数学的関係の使用により、基準物体の変位は、ＣＣＤ
カメラにおける像の測定変位から計算される。基準物体
の変位と、混銑炉取鍋における重量との間の公知の関係
から、混銑炉取鍋における実際の重量を評価することが
、可能てあり、この関係は、たた−度確認され、そして
必要に応じて周期的にチエツクされる。さらに重１変化
が単位時間当たりに指定されたならば、混銑炉取鍋に出
湯される溶鉱炉のプロセスの動作に関する情報がまた、
獲得される。

第３図は、第２図に示されたものよりも、小さな形式の
溶銑混銑炉の前面図を概略的に示す。図面において見ら
れた如く、基準物体４０の中心は、非積載状態において
も、ＣＣＤカメラ２０の光学軸２３の下にある。基準物
体４０の中心から線形配列２１の中心への連結線は、２
４によって示される。線２３と２４は、−緒に角度αを
形成する。

スロット４１の上方境界側面とスロット４２の下方境界
側面との間の間隔は、公知であり、そして番号４５によ
って示される。カメラに記録された間隔と、既知の間隔
との間の関係から、角度αは、二角法を使用して計算さ
れる。基準物体のスロットの間隔は、同一角度αにおい
て線形配列に記録されるために、カメラにおける像の測
定間隔から基準物体のスロットの実間隔を計算すること
が、可能である。

第４図は、方形平坦板４４の形式における基準物体４０
の実施態様を詳細に示す。板４４は、互いに平行な２つ
の方形スロット４］と４２を備える。基準物体／１．０
が車両に位置付けられる時、スロワｌ＝　４１．　、４
２は水平に延びているために、測定中、ＣＣＤカメラに
関する車両の水平位置は、重要ではない。スロット４１
の最高位境界とスロット４２の最低位境界の間の間隔又
は距離４５は、既知であり、板４４は、上記の如く、角
度誤差の修正のために適する。

第４図において、実線によって示されたスロットは、同
一の大きさである。同時に、破線４６と４７は、スロッ
ト４］が下方に拡張されることを示す。一定の間隔４５
において各車両に対するスロット４１の異なる大きさを
選択する方法は、車両を識別する単純な方法を可能にす
る。もちろん、同時に、スロット４２の大きさはまた、
個々に区別される車両の数を増大させるために変化され
る。

」１記の実施態様は、各々が固有のバネ特性を有する多
数の混銑車のためのシステムに適用され、そしてそれら
が橋バカリを通過する必要性を除去する。上記の如く、
各車両の光学的認識と組み合わされた、溶銑混銑炉のハ
ネ変形の光学測定は、光ダイオード配列カメラを使用し
て行われる。計量装置は、データ処理手段に関連し、こ
の情報を記憶かつ表示し、鋳込まれた重量から個々に各
車両のバネ特性をさらに具体的に確立する。この鋳込ま
れた重量は、溶銑混銑炉が中身を放出するく鋼工場にお
ける）溶銑取鍋において確立される。これをさらに説明
すると、溶銑混銑炉は、常に完全に空であるわりではな
い。それは、凝固した塊りを含み、そして耐火性の裏当
ては摩耗するく内部容積の増大）。これは、正味重量の
みに影響を与え、そして計量手順が、絶対バネ変形ては
なく、充填中の測定バネ変形に基づくために、計量手順
にとって重要ではない。鋼工場において、混銑車は、溶
銑取鍋に空けられ、その重量は、ロードセルを用いて測
定される。溶銑取鍋の測定重量は、各混銑車に対するバ
ネ特性を決定するために使用される。実際に、バネ特性
は、例えば、混銑車当なりの非常に多数の測定値につい
ての平均値を取ることにより、静的に確立される。この
ようにして、橋ハカリを使用する必要性はない。

データ処理手段は、各溶銑混銑炉に対して、上記のデー
タを考慮して、装填速度（装填中の単位時間当たりの重
量増大）と、装填された重量とを個々に確立する。

本発明の主なる特徴及び態様は以下のとおりである。

１　少なくとも１つの車両の荷重キャリヤ（１）の荷重
の重量を測定するための計量装置であり、荷重キャリヤ
（１）は、車両の可動基礎′ｌｆｉ造における少なくと
も１つのバネ・ユニット（１０）によって支持され、こ
の場合計量装置は、荷重の下の１つ又は複数のハネ　ユ
ニツ１〜の弾性変形を測定するための手段（２０，４０
）を備え、測定手段は、荷重キャリヤ（］）に取り付け
られた基準物体く４０）を含む計量装置において、測定
手段か、基準物体く４０）の位置の非接触観測のための
電気観測手段（２０）を含み、該電気観測手段（２０）
は、車両から分離されている計量装置。

２　基準物体（４０）が、縦方向において少なくとも部
分的に水平に延びている少なくとも１つのスロット膨大
（４１，４２）であり、そして観測手段（２０）によっ
て観測される視覚像を与える上記１に記載の計量装置。

３、基準物体が、所定の距離だ（プ間隔をあけた少なく
とも２つのスロット膨大（４，］、、４２）を具備し、
そして計量装置が、該距離を測定する手段を備える上記
１又は２に記載の計量装置。

４　計量装置が、基準物体の少なくとも１つの寸法を測
定するための手段を備える上記１〜３のいづれか１つに
記載の計量装置。

５、電気観測手段（２０）が、光学式カメラと、光学式
カメラにおいて基準物体の視覚像の位置を確認するため
の手段とを具備する上記のいづれか１つに記載の計量装
置。

６　光学式カメラ（２０）が、電荷結合素子カメラを具
備する上記５に記載の計量装置。

７、計量装置が、荷重キャルヤの単位時間当なりの重量
変化を計算するための手段を備える上記のいづれか１つ
に記載の計量装置。

８　観測される特定の車両を識別するために、個々に明
確な基準物体を備えた複数の該車両のそれぞれの基準物
体の、該観測手段による観測からの認識のため手段を有
する上記のいづれか１つに記載の計量装置。

９　車両に装填又は車両から放出された金属の重量に関
する供給データから各該車両のバネ特性を計算するよう
に配置されたデータ処理手段を有する上記のいづれか１
つに記載の計量装置。

１０　該データ処理手段か、異なる基準物体をそれぞれ
有する複数の該車両に関する情報を保持するデータ記憶
装置を含み、該車両は、溶銑キャリヤてあり、そして該
情報は、少なくとも、各該車両の識別、各該車両の基準
物体、各該車両のハネ特性に関係する上記９に記載の計
量装置。

／１．　　［図面の簡単な説明］ 第１図は、発明の実施態様を組み込む溶銑混銑炉の一部
の側面図。

第２図は、第１図の溶銑混銑炉と観測手段の端面図。

第３図は、小サイズの溶銑混銑炉と第２図の観測手段の
端面図。

第４図は、基準物体の図。

１０・・・ハネ　ユニツ１〜 ２０−　・電気観測手段 ４０−−・基準物体 ４１．４２・・・スロット形式

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、少なくとも１つの車両の荷重キャリヤの荷重の重量
   を測定するための計量装置であつて、荷重キャリヤは、
   車両の可動基礎構造における少なくとも１つのバネ・ユ
   ニットによって支持されており、計量装置は、荷重の下
   の１つ又は複数のバネ・ユニットの弾性変形を測定する
   ための手段を備えており、測定手段は、荷重キャリヤに
   取り付けられた基準物体を含む計量装置において、測定
   手段が、基準物体の位置の非接触観測のための電気観測
   手段を含み、該電気観測手段は、車両から分離されてい
   ることを特徴とする計量装置。