JPH081207U - 荷重の重量を測定するための計量装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 作業員を配備することなしに、装填中溶銑混
銑炉の投入量の重量等を読み取る。 【構成】 測定手段が、可動基礎構造体に対する基準物
体の位置の非接触観測のため及び基準物体の少なくとも
１つの寸法の非接触観測のための、車両から分離されて
いる電気観測手段と、該基準物体の位置から荷重の重さ
を計算し、基準物体の寸法から車両を識別する計算手段
とを含む。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、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、例えば、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。

【０００２】

【従来技術及びその課題】

本考案は、鉄と鋼加工において使用される溶銑混銑炉又は混銑車として公知な 如く、特に溶銑キャリヤへの応用に関して以下に説明されるが、この応用に制限 されない。

【０００３】 車両荷重のための計量装置は、ＦＲ−Ａ−２、４３６、９７５から公知である 。これは、荷重の重量の下で車両のバネ・ユニット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。基準指針が、一組 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。

【０００４】 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合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。

【０００５】 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 、そして鋳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、公知の装置により、作業員が特別に配備されないならば、装填中溶銑混 銑炉の投入量の重量を読み取ることは、可能ではない。

【０００６】 公知の装置の別の不都合は、投入量の重量を測定しかつ決定するための電気手 段を備えないことである。

【０００７】 本考案の目的は、これらの不都合を除去又は縮小する計量装置を提供すること である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案による計量装置は、測定手段が、例えば、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。

【０００９】 本考案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。本考案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、そして後の処理のために計量日付を記憶す るために使用される。本考案による計量装置は、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。

【００１０】 計量装置を較正しかつチェックするために、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。

【００１１】 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脆弱な部品を有さない。

【００１２】 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つのスロット形穴であり、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繹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。

【００１３】 しばしば、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、本考案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穴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。

【００１４】 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する。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、本考案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つのスロット形穴を含み、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つのスロットの既知の間 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が、スロ ット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。

【００１５】 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。

【００１６】 本考案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 の頑強な手段であり、かつ実際の使用のための適切な精度を有する。１０２４ダ イオードの「線形配列」を有するＣＣＤカメラは、０．１％の分解能を有し、計 量装置の実際の応用に対してしばしば十分である。従来のビデオ・カメラはまた 、光学式カメラとして可能である。

【００１７】 鋼生産において、溶鉱炉から出てくる粗鉄は、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。本考案による計量装置は、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ための手段を備 える。

【００１８】 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。

【００１９】 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基づき、そしてロードセルと地上ベース処理装置の間 の電気接続を使用し、そして混銑炉があふれるか、又は銑鉄がこぼれる時、非常 に脆弱という不都合を有する。また、静的な橋ばかりは、溶鉱炉の下の使用のた めに非常に脆弱である。

【００２０】 本考案の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、基準物体を有する。それから、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 測による認識のため手段が設けられる。

【００２１】 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、溶銑キャリヤで 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バネ特性を計算するように配置され る。

【００２２】

【実施例】

本考案は、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。

【００２３】 図１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１は、各端部において、軸受けブロック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１１の回りで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。

【００２４】 軸受けブロック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１０を備える。従来の溶銑混 銑炉は、３７５トンの非積載重量と、４５０トンの名目荷重を有する。４５０ト 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、４５０ トンの投入量により、混銑炉取鍋は、非積載位置に関して４０ｍｍ下降する。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。

【００２５】 図２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 実にセットアップされる。ＣＣＤカメラの視覚軸は、２３によって示される。

【００２６】 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１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、 可能であり、この関係は、ただ一度確認され、そして必要に応じて周期的にチェ ックされる。さらに重量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。

【００２７】 図３は、図２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、２４によって示される。線２３と２４は、一緒 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、三角法を使用して計 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。

【００２８】 図４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４１と４２を備える。基準物体４ ０が車両に位置付けられる時、スロット４１、４２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。

【００２９】 図４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４１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。

【００３０】 上記の実施態様は、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、溶銑混銑炉のバネ変形の光学測定 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（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けではない。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（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、絶対バネ変形ではなく、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、混銑車当た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、橋バカリを使用する 必要性はない。

【００３１】 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。

【００３２】 本考案の主なる特徴及び態様は以下のとおりである。

【００３３】 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、車両の可動基礎構造における少なく 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つ又は複数のバネ・ユニットの弾性変形を測定するための測定手段（ ２０、４０）を備え、測定手段は、荷重キャリヤ（１）に取り付けられた基準物 体（４０）を含む計量装置において、 測定手段が、可動基礎構造体に対する基準物体の位置の非接触観測のため及び 基準物体の少なくとも１つの寸法の非接触観測のための、車両から分離されてい る電気観測手段を含むこと、及び 測定手段が、該基準物体の位置から荷重の重量を計算し、基準物体の寸法から 車両を識別する計算手段を含む ことを特徴とする計量装置。

【００３４】 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つのスロット形穴（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。

【００３５】 ３．基準物体が、所定の距離だけ間隔をあけた少なくとも２つのスロット形穴 （４１、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。

【００３６】 ４．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。

【００３７】 ５．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。

【００３８】 ６．計量装置が、荷重キャリヤの単位時間当た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。

【００３９】 ７．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。

【００４０】 ８．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。

【００４１】 ９．該データ処理手段が、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、溶銑キャリヤであり、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 バネ特性に関係する上記９に記載の計量装置。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施態様を組み込む溶銑混銑炉の一部
の側面図。

【図２】図１の溶銑混銑炉と観測手段の端面図。

【図３】小サイズの溶銑混銑炉と図２の観測手段の端面
図。

【図４】図４は、基準物体の図。

【符号の説明】

１０ バネ・ユニツト ２０ 電気観測手段 ４０ 基準物体 ４１ スロツト形穴

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項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測定手段を備えており、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、可動基礎構造体に対する基準物体の位置の
   非接触観測のため及び基準物体の少なくとも１つの寸法
   の非接触観測のための、車両から分離されている電気観
   測手段を含むこと、及び測定手段が、該基準物体の位置
   から荷重の重量を計算し、基準物体の寸法から車両を識
   別する計算手段を含むことを特徴とする計量装置。