JPS6151722B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6151722B2 JPS6151722B2 JP54056964A JP5696479A JPS6151722B2 JP S6151722 B2 JPS6151722 B2 JP S6151722B2 JP 54056964 A JP54056964 A JP 54056964A JP 5696479 A JP5696479 A JP 5696479A JP S6151722 B2 JPS6151722 B2 JP S6151722B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser beam
- photoelectric conversion
- incident
- blast furnace
- light receiver
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Landscapes
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高炉堆積物プロフアイル測定装置に関
するものである。
するものである。
高炉に装入されるコークスおよび鉄鉱石などの
所謂高炉堆積物の堆積状況は従来機械的な検尺測
定装置、放射線を利用する測定装置、光学的なエ
コー信号の時間差を利用する測定装置、幾何光学
的な測定装置によつて測定されている。
所謂高炉堆積物の堆積状況は従来機械的な検尺測
定装置、放射線を利用する測定装置、光学的なエ
コー信号の時間差を利用する測定装置、幾何光学
的な測定装置によつて測定されている。
次に、これらの測定装置の代表例として幾何光
学的な測定装置による測定原理を第１図によつて
説明する。
学的な測定装置による測定原理を第１図によつて
説明する。
即ち、高炉１の上部の第１の窓２近傍に設けら
れたレーザ発振器３からのレーザ光４は第１の反
射鏡５によつて反射され、更に、矢印６方向に回
動する第２の反射鏡７によつて前記第１の窓２よ
り高炉１内の堆積物８の表面を走査する。今、こ
の表面の所望位置９にレーザ光１０が射突した時
を考えて見ると、この所望位置９から、あらゆる
方向に反射されたレーザ光のうち第２の窓１１近
傍に設けられた入射レンズ１２及び位置分解機能
を有するフオトダイオードアレー１３を内装する
受光器１４に入射されるレーザ光１６の水平軸に
対する受光角度αが前記受光器により検出され
る。
れたレーザ発振器３からのレーザ光４は第１の反
射鏡５によつて反射され、更に、矢印６方向に回
動する第２の反射鏡７によつて前記第１の窓２よ
り高炉１内の堆積物８の表面を走査する。今、こ
の表面の所望位置９にレーザ光１０が射突した時
を考えて見ると、この所望位置９から、あらゆる
方向に反射されたレーザ光のうち第２の窓１１近
傍に設けられた入射レンズ１２及び位置分解機能
を有するフオトダイオードアレー１３を内装する
受光器１４に入射されるレーザ光１６の水平軸に
対する受光角度αが前記受光器により検出され
る。
また一方、レーザ光投光側に於ては回動する反
射鏡７に連動する図示しない角度発信器によつて
レーザ光１０と水平軸のなす角度βがわかるよう
になつている。従つて、この角度αとβから所望
位置９は直ちに計算から求められる。この方法を
くり返すことにより堆積物プロフイルは測定出来
ることになる。
射鏡７に連動する図示しない角度発信器によつて
レーザ光１０と水平軸のなす角度βがわかるよう
になつている。従つて、この角度αとβから所望
位置９は直ちに計算から求められる。この方法を
くり返すことにより堆積物プロフイルは測定出来
ることになる。
然るに、この様な幾何光学的な測定装置に於て
は、受光器１４内に使用されているフオトダイオ
ードアレー１３などの固体光電変換素子１３が所
望位置９からの反射光を受け、角度αを出す場
合、極めて感度が低いため、レーザ発振器３から
のレーザ光４の強度をMW級のハイパワーにしな
くてはならない欠点がある。
は、受光器１４内に使用されているフオトダイオ
ードアレー１３などの固体光電変換素子１３が所
望位置９からの反射光を受け、角度αを出す場
合、極めて感度が低いため、レーザ発振器３から
のレーザ光４の強度をMW級のハイパワーにしな
くてはならない欠点がある。
この欠点を除去するため第２図に示すような受
光器が考えられる。
光器が考えられる。
即ち、対物レンズ２２と視野絞り２３ａ及び光
電子増倍管２３ｂを内装する受光器２４を対物レ
ンズ２２の中心２５を軸として回転させながら反
射光の受光位置を見つけ、その時の受光器の受光
角度を角度発信器などで読めば、第１図の受光器
１４のフオトダイオードアレー１３と同じ機能を
持ち、感度も上げることが出来る。
電子増倍管２３ｂを内装する受光器２４を対物レ
ンズ２２の中心２５を軸として回転させながら反
射光の受光位置を見つけ、その時の受光器の受光
角度を角度発信器などで読めば、第１図の受光器
１４のフオトダイオードアレー１３と同じ機能を
持ち、感度も上げることが出来る。
しかし、第２図のような受光器２４を感度を高
くするために使用するピークパワーの高いパルス
レーザ光に対応させた場合、受光器２４を受光レ
ンズ２２の中心２５を軸としてたえず回動走査さ
せているため受光器２４にパルスレーザのパルス
が入射されないことがある。これを防止するため
には受光器２４の回動走査の速度を落し、パルス
レーザのパルスを１つ以上入射するという条件の
下で使用しなくてはならず、この結果、高炉内全
域をくまなく走査するためには極めて時間がかか
ると云う欠点があつた。
くするために使用するピークパワーの高いパルス
レーザ光に対応させた場合、受光器２４を受光レ
ンズ２２の中心２５を軸としてたえず回動走査さ
せているため受光器２４にパルスレーザのパルス
が入射されないことがある。これを防止するため
には受光器２４の回動走査の速度を落し、パルス
レーザのパルスを１つ以上入射するという条件の
下で使用しなくてはならず、この結果、高炉内全
域をくまなく走査するためには極めて時間がかか
ると云う欠点があつた。
本発明は前記従来の欠点に鑑みなされたもので
あり、ピークパワーの高いパルスレーザ光を使用
して感度を高くし、極めて効果的に動作すること
が可能な高炉堆積物プロプアイル測定装置を提供
することを目的としている。
あり、ピークパワーの高いパルスレーザ光を使用
して感度を高くし、極めて効果的に動作すること
が可能な高炉堆積物プロプアイル測定装置を提供
することを目的としている。
次に、本発明の高炉堆積物プロフアイル測定装
置の一実施例を第３図乃至第６図によつて説明す
る。
置の一実施例を第３図乃至第６図によつて説明す
る。
先ず、第３図に於て高炉３１の上部の第１の窓
３２近傍に設けられたパルスレーザ発振器３３か
ら発振されるピークパワーの高いパルスレーザ光
３４は第１の反射鏡３５によつて反射され、更に
矢印３６方向に回動する第２の反射鏡３７によつ
て前記第１の窓３２より高炉３１内の堆積物３８
の表面を走査する。この表面の所望位置３９にパ
ルスレーザ光４０が射突した時、この所望位置３
９から反射したパルスレーザ光４１は第２の窓４
２を介して受光器４４に入射するが、この受光器
４４は入射レンズ４５から入射したパルスレーザ
光４１をオプチカルフアイバー４６及び光電子増
倍管４７からなる複数個の光電変換素子４８の前
記オプチカルフアイバー４６の入射面４６１に結
像し、光電子増倍管４７からパルス信号が得られ
ることになる。この様な構造からなる受光器４４
は駆動機構より入射レンズ４９を中心に回動させ
るようになつており、入射面４６１は回動方向に
１列配列されている。
３２近傍に設けられたパルスレーザ発振器３３か
ら発振されるピークパワーの高いパルスレーザ光
３４は第１の反射鏡３５によつて反射され、更に
矢印３６方向に回動する第２の反射鏡３７によつ
て前記第１の窓３２より高炉３１内の堆積物３８
の表面を走査する。この表面の所望位置３９にパ
ルスレーザ光４０が射突した時、この所望位置３
９から反射したパルスレーザ光４１は第２の窓４
２を介して受光器４４に入射するが、この受光器
４４は入射レンズ４５から入射したパルスレーザ
光４１をオプチカルフアイバー４６及び光電子増
倍管４７からなる複数個の光電変換素子４８の前
記オプチカルフアイバー４６の入射面４６１に結
像し、光電子増倍管４７からパルス信号が得られ
ることになる。この様な構造からなる受光器４４
は駆動機構より入射レンズ４９を中心に回動させ
るようになつており、入射面４６１は回動方向に
１列配列されている。
次に第４図乃至第６図によりパルスレーザ光と
受光器の回動周期との関係を説明する。即ち、第
４図のように入射するパルスレーザ光４１がｔ時
間毎にP1，P2………のパルスを発生していると
き、受光器の中心軸X1が角度θだけ回動してお
り、光電変換電子４８１にパルスP1によるレーザ
光が入射した後、受光器４４は矢印５０方向に一
定角速度ωで回動し、第５図の位置にて角度２θ
になつたとき次のパルスP2によるレーザ光が光電
変換素子４８５に入射するようになつている。
受光器の回動周期との関係を説明する。即ち、第
４図のように入射するパルスレーザ光４１がｔ時
間毎にP1，P2………のパルスを発生していると
き、受光器の中心軸X1が角度θだけ回動してお
り、光電変換電子４８１にパルスP1によるレーザ
光が入射した後、受光器４４は矢印５０方向に一
定角速度ωで回動し、第５図の位置にて角度２θ
になつたとき次のパルスP2によるレーザ光が光電
変換素子４８５に入射するようになつている。
従つて、光電変換素子４８１，４８２，４８
３，４８４，４８５から見れば角度２θの回動の
間に２つのパルスP1，P2によるレーザ光が入射し
たことになり、このパルスP1，P2両方またはどち
らかのパルスを採用して受光方向を演算すること
ができる。
３，４８４，４８５から見れば角度２θの回動の
間に２つのパルスP1，P2によるレーザ光が入射し
たことになり、このパルスP1，P2両方またはどち
らかのパルスを採用して受光方向を演算すること
ができる。
即ち、受光器全体の回動に連動する角度発信器
により受光器全体の中心軸X1、またはX2の方向
を読みとることもできるが、これは第５図におけ
る光電変換素子４８３に入射したものと考えるこ
とも出来るのでX2−θとして演算してもよい。
第６図は第４図及び第５図のパルスP1，P2と光電
変換素子４８１，４８２，４８３，４８４，４８
５との位置関係、即ち光電変換素子４８１，４８
５にそれぞれパルスP1，P2によるレーザ光が入射
している状態を示している。
により受光器全体の中心軸X1、またはX2の方向
を読みとることもできるが、これは第５図におけ
る光電変換素子４８３に入射したものと考えるこ
とも出来るのでX2−θとして演算してもよい。
第６図は第４図及び第５図のパルスP1，P2と光電
変換素子４８１，４８２，４８３，４８４，４８
５との位置関係、即ち光電変換素子４８１，４８
５にそれぞれパルスP1，P2によるレーザ光が入射
している状態を示している。
従つて、一般的に受光器の回動角を２θ、回動
角速度をCO、パルスくり返し周期をｔとすれ
ば、２θ／ω≧ｔとなるような関係で動作させる
ことにより必ず１つ以上のパルス光が受光器に入
射することが可能となる。
角速度をCO、パルスくり返し周期をｔとすれ
ば、２θ／ω≧ｔとなるような関係で動作させる
ことにより必ず１つ以上のパルス光が受光器に入
射することが可能となる。
即ち、上記の式の条件を保ちながら回動角速度
Coを速く（大きく）するためにはθ大きくし、
かつｔを小さくすればよい。
Coを速く（大きく）するためにはθ大きくし、
かつｔを小さくすればよい。
前述したような理由により、ピークパワーの高
いパルスレーザ光を使用し、かつ感度、応答速度
共にすぐれた光電子増倍管を使用し、高速で走査
可能な受光器を実現することができる。このこと
は高炉堆積物プロフアイル測定装置に於て、その
まま測定時間が短縮することになり、高炉操業上
測定時間が制約されていても、この時間内に堆積
物表面状態を確実にしかも正確に測定することが
可能となる。また受光器のみならず測定装置全体
を小型化できる利点を有する。
いパルスレーザ光を使用し、かつ感度、応答速度
共にすぐれた光電子増倍管を使用し、高速で走査
可能な受光器を実現することができる。このこと
は高炉堆積物プロフアイル測定装置に於て、その
まま測定時間が短縮することになり、高炉操業上
測定時間が制約されていても、この時間内に堆積
物表面状態を確実にしかも正確に測定することが
可能となる。また受光器のみならず測定装置全体
を小型化できる利点を有する。
前記実施例に於ては、光電変換素子を５個使用
したがこれに限定されるものではないことは勿論
である。
したがこれに限定されるものではないことは勿論
である。
第１図は従来の高炉堆積物プロフアイル測定装
置の説明図、第２図は従来の他の受光器の例を示
す簡略説明図、第３図は本発明の高炉堆積物プロ
フアイル測定装置の説明図、第４図は受光器の光
電変換素子に最初のパルスレーザ光が入つた状態
を示す説明図、第５図は回動後受光器の他の光電
変換素子に次のパルスレーザ光が入つた状態を示
す説明図、第６図はパルスと光電変換素子の関係
を示すグラフである。 ３，３３……レーザ発振器、８，３８……堆積
物、１２，２２，４５……入射レンズ、４６……
オプテイカルフアイバー、４７……光電子増倍
管、４８，４８１，４８２，４８３，４８４，４
８５……光電変換素子。
置の説明図、第２図は従来の他の受光器の例を示
す簡略説明図、第３図は本発明の高炉堆積物プロ
フアイル測定装置の説明図、第４図は受光器の光
電変換素子に最初のパルスレーザ光が入つた状態
を示す説明図、第５図は回動後受光器の他の光電
変換素子に次のパルスレーザ光が入つた状態を示
す説明図、第６図はパルスと光電変換素子の関係
を示すグラフである。 ３，３３……レーザ発振器、８，３８……堆積
物、１２，２２，４５……入射レンズ、４６……
オプテイカルフアイバー、４７……光電子増倍
管、４８，４８１，４８２，４８３，４８４，４
８５……光電変換素子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ピークパワーの高いパルスレーザ光をくり返
し周期ｔで発振するパルスレーザ発振器と、前記
レーザ発振器からのパルスレーザ光を高炉堆積物
の表面の所望位置に射突させる回動可能な反射鏡
と、前記所望位置から反射されたレーザ光が入射
する入射レンズおよびこの入射レンズの結像面に
１列配設された複数個の位置分解機能をもつ光電
変換素子を有する受光器と、前記入射レンズを中
心に前記受光器を回動角速度ωで回動させ、前記
反射されたレーザ光が前記１列配設された複数個
の光電変換素子の両端光電変換素子に入射すると
きの回動角を２θとして２θ／ω≧ｔの関係を満
足するように前記受光器を回動させる駆動機構と
を具備することを特徴とする高炉堆積物プロフア
イル測定装置。 ２ 光電変換素子が光電子増倍管及びオプチカル
フアイバーからなることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の高炉堆積物プロフアイル測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5696479A JPS55149804A (en) | 1979-05-11 | 1979-05-11 | Profile measuring apparatus for accumulated matter in high blast furnace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5696479A JPS55149804A (en) | 1979-05-11 | 1979-05-11 | Profile measuring apparatus for accumulated matter in high blast furnace |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55149804A JPS55149804A (en) | 1980-11-21 |
| JPS6151722B2 true JPS6151722B2 (ja) | 1986-11-10 |
Family
ID=13042207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5696479A Granted JPS55149804A (en) | 1979-05-11 | 1979-05-11 | Profile measuring apparatus for accumulated matter in high blast furnace |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55149804A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5953149A (ja) * | 1982-09-17 | 1984-03-27 | Nippon Tsushin Gijutsu Kk | ロボツト用計測ヘツド |
| JP2879578B2 (ja) * | 1989-10-04 | 1999-04-05 | 株式会社ソキア | 体積測定装置 |
| CN111043978B (zh) * | 2019-11-29 | 2021-09-07 | 北京卫星制造厂有限公司 | 一种多目dic变形场测量装置和方法 |
| CN111998797B (zh) * | 2020-07-20 | 2021-04-27 | 成都飞机工业（集团）有限责任公司 | 一种拍照式三维扫描仪的扫描轨迹规划方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5211056A (en) * | 1975-07-16 | 1977-01-27 | Nippon Steel Corp | Surface form detecting method |
-
1979
- 1979-05-11 JP JP5696479A patent/JPS55149804A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55149804A (en) | 1980-11-21 |
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