转炉激光测厚仪

权利要求书： 1.一种转炉激光测厚仪，其特征在于，包括：激光测距模块和数据处理模块；

所述激光测距模块用于向转炉内壁发射激光，所述激光完整覆盖所述转炉内壁；

所述激光测距模块还用于接收返回激光，并获取所述返回激光的角度信息和距离数据；

所述数据处理模块用于根据所述角度信息和距离数据，得到转炉内壁厚度数据。

2.根据权利要求1所述转炉激光测厚仪，其特征在于，所述激光测距模块，包括：一个或多个激光测距发射仪。

3.根据权利要求2所述转炉激光测厚仪，其特征在于，所述激光测距模块包括多个激光测距发射仪时，所述多个激光测距发射仪同时向转炉内壁发射激光；

所述多个激光测距发射仪还用于同时接收各个激光测距发射仪的返回激光，所述数据处理模块同时对各个激光测距发射仪的返回激光的角度信息和距离信息进行数据处理。

4.根据权利要求2所述转炉激光测厚仪，其特征在于，所述激光测距发射仪，包括：激光测距传感器、电流控制器和光学控制器，所述光学控制器分别与所述激光测距传感器和电流控制器电连接；

所述电流控制器发送控制电流，通过所述控制电流对所述光学控制器进行调整；

所述激光测距传感器用于发射激光，所述激光通过调整后的光学控制器到达转炉内壁；

其中，所述光学控制器为振镜系统。

5.根据权利要求2所述转炉激光测厚仪，其特征在于，所述激光测距发射仪，包括：激光测距传感器、电流控制器和电动位移平台，所述电流控制器与所述电动位移平台电连接；

所述激光测距传感器设置于所述电动位移平台上；

所述电流控制器发送控制电流，通过所述控制电流调整电动位移平台的角度，从而控制激光测距传感器所发射的激光完整覆盖所述转炉内壁。

6.根据权利要求4所述转炉激光测厚仪，其特征在于，所述激光测距传感器还用于：接收经过所述光学控制器的返回激光；

根据所述返回激光确定所述返回激光的角度信息和距离数据。

7.根据权利要求1所述转炉激光测厚仪，其特征在于，所述转炉激光测厚仪，还包括：后向激光测距模块；

所述后向激光测距模块向转炉的外壁发射激光，接收外壁返回激光，并获取所述外壁返回激光的角度信息和距离信息；

将所述外壁返回激光的角度信息和距离信息发送到数据处理模块。

8.根据权利要求2所述转炉激光测厚仪，其特征在于，所述转炉激光测厚仪，还包括：液氮冷却模块；

在所述激光测距模块中包含一个激光测距发射仪时，所述激光测距模块与转炉相距4米；

所述液氮冷却模块用于对所述激光测距模块进行冷却。

9.根据权利要求3所述转炉激光测厚仪，其特征在于，在所述激光测距模块包括三个激光测距发射仪时，所述激光测距模块与转炉相距50米，所述激光测距发射仪之间，两两相距

23米。

10.根据权利要求3所述转炉激光测厚仪，其特征在于，在所述激光测距模块包括三个激光测距发射仪时，所述激光测距模块与转炉相距20米，所述激光测距发射仪之间，两两相距7.5米。

11.根据权利要求3所述转炉激光测厚仪，其特征在于，所述数据处理模块，还用于同时根据各个激光测距发射仪的返回激光的角度信息和距离信息进行三维成像，得到转炉内壁三维图像。

说明书： 一种转炉激光测厚仪技术领域[0001] 本发明涉及工业技术领域，尤其涉及一种转炉激光测厚仪。背景技术[0002] 在转炉吹氧冶炼过程中，炉衬与高温铁水、炉渣和炉气等长期接触而产生局部侵蚀现象；同时，炉衬也会受到加废钢、倒渣、出钢等操作影响而出现局部损伤。当期厚度低于

安全值时，容易发生穿钢等重大安全事故。准确检测转炉炉衬各处的厚度情况，减少过渡修

补造成的浪费，使转炉炉衬保持最佳的轮廓形貌从而延长其炉龄、减少炉衬重砌冷修次数

具有重要作用。同时，准确检测转炉炉衬各处厚度情况可对转炉熔池液位和出钢角度进行

预测，优化氧枪位置和出钢角度，进而指导转炉炼钢。

[0003] 激光测量转炉炉衬厚度具有非接触、快速、准确性高和抗干扰性强的优点而广泛应用于转炉炉衬测厚技术领域。但现有的激光测量转炉炉衬设备一般需要人工操作定位，

且测量时间长，精度低。因此，实现远距离、自动定位、快速准确的激光测厚仪对冶炼行业的

发展具有重要意义。

[0004] 因此，如何有效实现转炉的激光测距已经成为业界亟待解决的问题。发明内容[0005] 本发明提供一种转炉激光测厚仪，用以解决现有技术中无法长时间精准的实现转炉测后的问题。

[0006] 本发明提供一种转炉激光测厚仪，包括：激光测距模块和数据处理模块；[0007] 所述激光测距模块用于向转炉内壁发射激光，所述激光完整覆盖所述转炉内壁；[0008] 所述激光测距模块还用于接收返回激光，并获取所述返回激光的角度信息和距离数据；

[0009] 所述数据处理模块用于根据所述角度信息和距离数据得到转炉内壁厚度数据。[0010] 根据本发明提供的一种转炉激光测厚仪，所述激光测距模块，包括：一个或多个激光测距发射仪。

[0011] 根据本发明提供的一种转炉激光测厚仪，所述激光测距模块包括多个激光测距发射仪时，所述多个激光测距发射仪同时向转炉内壁发射激光；

[0012] 所述多个激光测距发射仪还用于同时接收各个激光测距发射仪的返回激光，所述数据处理模块同时对各个激光测距发射仪的返回激光的角度信息和距离信息进行数据处

理。

[0013] 根据本发明提供的一种转炉激光测厚仪，所述激光测距发射仪，包括：[0014] 激光测距传感器、电流控制器和光学控制器，所述光学控制器分别与所述激光测距传感器和电流控制器电连接；

[0015] 所述电流控制器发送控制电流，通过所述控制电流对所述光学控制器进行调整；[0016] 所述激光测距传感器用于发射激光，所述激光通过调整后的光学控制器到达转炉内壁；

[0017] 其中，所述光学控制器为振镜系统。所述激光测距发射仪，包括：激光测距传感器、电流控制器和电动位移平台；

[0018] 所述激光测距传感器设置于所述电动位移平台上；[0019] 所述电流控制器发送控制电流，通过所述控制电流调整电动位移平台的角度，从而控制激光测距传感器所发射的激光完整覆盖所述转炉内壁。

[0020] 根据本发明提供的一种转炉激光测厚仪，所述激光测距传感器还用于：[0021] 接收经过所述光学控制器的返回激光；[0022] 根据所述返回激光确定所述返回激光的角度信息和距离数据。[0023] 根据本发明提供的一种转炉激光测厚仪，所述转炉激光测厚仪，还包括：后向激光测距模块；

[0024] 所述后向激光测距模块向转炉的外壁发射激光，接收外壁返回激光，并获取所述外壁返回激光的角度信息和距离信息；

[0025] 将所述外壁返回激光的角度信息和距离信息发送到数据处理模块。[0026] 根据本发明提供的一种转炉激光测厚仪，所述激光为：红外波段的激光或第二激光等级的激光；

[0027] 其中，所述第二激光等级的激光，是指满足人眼安全第二等级的激光。[0028] 根据本发明提供的一种转炉激光测厚仪，所述转炉激光测厚仪，还包括：液氮冷却模块；

[0029] 在所述激光测距模块中包含一个激光测距发射仪时，所述激光测距模块与转炉相距4米；

[0030] 所述液氮冷却模块用于对所述激光测距模块进行冷却。[0031] 根据本发明提供的一种转炉激光测厚仪，在所述激光测距模块包括三个激光测距发射仪时，所述激光测距模块与转炉相距50米，所述激光测距发射仪之间，两两相距23米。

[0032] 根据本发明提供的一种转炉激光测厚仪，在所述激光测距模块包括三个激光测距发射仪时，所述激光测距模块与转炉相距20米，所述激光测距发射仪之间，两两相距7.5米。

[0033] 根据本发明提供的一种转炉激光测厚仪，所述数据处理模块，还用于同时根据各个激光测距发射仪的返回激光的角度信息和距离信息进行三维成像，得到转炉内壁三维图

像。本发明提供的一种转炉激光测厚仪，通过激光测距模块发射激光，同时测量转炉内壁不

同角度、不同位置的距离及角度，运用数据处理算法实时三维建模，得到炉衬完整的每点距

离及角度数据，算法处理对比原始炉衬每点数据从而获得炉衬厚度精确信息，从而指导转

炉现场溅渣护炉、达到延长炉役、节能减排的目的。

附图说明[0034] 为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一

些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些

附图获得其他的附图。

[0035] 图1是本发明提供的转炉激光测厚仪的结构示意图之一；[0036] 图2为本发明提供的激光测距发射仪的机构示意图；[0037] 图3为本发明提供的转炉激光测厚仪的结构示意图之二；[0038] 图4为本发明提供的转炉激光测厚仪的结构示意图之三。具体实施方式[0039] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，

而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳

动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0040] 下面结合图1-图4描述本发明的转炉激光测厚仪。[0041] 图1是本发明提供的转炉激光测厚仪的结构示意图之一，如图1所示，包括：激光测距模块1和数据处理模块2；

[0042] 所述激光测距模块1用于向转炉内壁发射激光，所述激光完整覆盖所述转炉内壁；[0043] 所述激光测距模块1还用于接收返回激光，并获取所述返回激光的角度信息和距离数据；

[0044] 所述数据处理模块2用于根据所述角度信息和距离数据得到转炉内壁厚度数据。[0045] 本申请中的激光测距模块，具体是通过激光测距发射仪来实现功能，而激光测距发射仪具体可以选择脉冲式激光测距发射仪或者相位法激光测距发射仪；脉冲式激光测距

发射仪是在工作时向目标射出一束或一序列短暂的脉冲激光束，由激光测距发射仪接收目

标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。

相位法激光测距发射仪是利用检测发射光和反射光在空间中传播时发生的相位差来检测

距离的。激光测距发射仪重量轻、体积小、操作简单速度快而准确。本申请中的激光测距模

块设置于转炉炉口的下方，需要与转炉保持适当距离，以避免转炉较高温度对于激光测距

模块的影响。

[0046] 激光测距模块在确定转炉内壁后，可以控制激光测距发射仪发射的激光覆盖转炉内壁的不同位置，确保完全覆盖转炉内壁。

[0047] 然后激光测距模块还可以获取从转炉内壁沿原光路返回的返回激光，获取返回激光的角度信息和距离数据，并对返回激光的角度信息和距离数据进行数据分析，得到实时

转炉内壁三维形貌，由计算机对比原始炉衬每点数据得出完整的转炉内壁厚度数据。

[0048] 本发明中计算机对比转炉模型对数据处理的相关数据处理过程属于现有技术中的常用算法，本发明并不对其具体限定，能够实现转炉内壁厚度计算的模型均可以应用到

本方案中。

[0049] 本发明通过激光测距模块发射激光，同时测量转炉内壁不同角度、不同位置的距离及角度，运用数据处理算法实时三维建模，得到炉衬完整的每点距离及角度数据，算法处

理对比原始炉衬每点数据从而获得炉衬厚度精确信息，从而指导转炉现场溅渣护炉、达到

延长炉役、节能减排的目的。

[0050] 在一实施例中，所述激光测距模块，包括：一个或多个激光测距发射仪。[0051] 具体的，本发明中可以通过一个激光测距发射仪实现转炉内壁的激光覆盖，但是其需要激光测距发射仪距离转炉较近时才能实现，其往往需要配合额外的冷却设备，对激

光测距发射仪进行冷却，才能保证设备的正常运行。

[0052] 但是本申请中的冷却设备也可以根据需求按照设置有多个激光测距发射仪的激光测距模块上。

[0053] 本发明中还可以通过多个激光测距发射仪实现转炉内壁的激光覆盖，此时往往激光测距发射仪距离转炉的距离相对较远，能够在实现对转炉内壁完整激光覆盖的同时，避

免转炉的高温对于激光测距发射仪的影响。本申请可以通过一个或多个激光测距发射仪实

现对转炉内壁完整激光覆盖，其为实际的生产提供了多重不同的选择。

[0054] 在一实施例中，所述激光测距模块包括多个激光测距发射仪时，所述多个激光测距发射仪同时向转炉内壁发射激光；

[0055] 所述多个激光测距发射仪还用于同时接收各个激光测距发射仪的返回激光，所述数据处理模块同时对各个激光测距发射仪的返回激光的角度信息和距离信息进行数据处

理。

[0056] 具体的，存在激光测距发射仪的情况下，其针对于同一转炉内壁测量的过程中，激光是同时发射的，因此其返回激光显然也是同时接收的，从而可以实现同时测量转炉内壁

不同角度、不同位置的距离及角度；而数据处理模块也是同时对于对个返回激光的角度信

息和距离数据进行处理，最终得到整体转炉内壁厚度进行整体分析。在一实施例中，所述激

光测距发射仪，包括：

[0057] 激光测距传感器、电流控制器和光学控制器，所述光学控制器分别与所述激光测距传感器和电流控制器电连接；

[0058] 所述电流控制器发送控制电流，通过所述控制电流对所述光学控制器进行调整；[0059] 所述激光测距传感器用于发射激光，所述激光通过调整后的光学控制器到达转炉内壁。

[0060] 所述激光测距发射仪，包括：激光测距传感器、电流控制器和电动位移平台；[0061] 所述激光测距传感器设置于所述电动位移平台上；[0062] 所述电流控制器发送控制电流，通过所述控制电流调整电动位移平台的角度，从而控制激光测距传感器所发射的激光完整覆盖所述转炉内壁。

[0063] 图2为本发明提供的激光测距发射仪的机构示意图，包括激光测距传感器21、电流控制器22和光学控制器23；在工作时，激光测距传感器21发射激光，电流控制器22向光学控

制器23发送控制电流，从而控制光学控制器23的角度，从而调整通过光学控制器23的激光

角度，确保激光测距发射仪发出的激光能够全面覆盖转炉内壁；

[0064] 其中，所述光学控制器为振镜系统。[0065] 本发明中所描述的振镜系统是输入一个控制电流,振镜的摆动电机就会按一定电压与角度的转换比例摆动一定角度，从而实现激光角度的控制。

[0066] 本发明中所描述的光学控制器还可以是安装了镜片的转动装置，通过控制电流控制转动装置的转动，从而实现镜片的调节，从而控制激光角度。更具体的，所述激光测距传

感器还用于：

[0067] 接收经过所述光学控制器的返回激光；[0068] 根据所述返回激光确定所述返回激光的角度信息和距离数据。[0069] 在发射激光覆盖转炉内壁后，转炉内壁的反射激光沿原光路返回，返回激光在经过光学控制器23之后，回到测距传感器21，测距传感器21可以进一步给出返回激光的距离

及角度数据，

[0070] 本发明中的激光测距发射仪通过电流控制器来控制光学控制器的角度，从而实现对于激光测距传感器发射激光角度的调节，保证发射的激光能够完整覆盖转炉内壁，从而

保障能够获取到准备的转炉内壁厚度。

[0071] 在一实施例中，所述转炉激光测厚仪，还包括：后向激光测距模块；[0072] 所述后向激光测距模块向转炉的外壁发射激光，接收外壁返回激光，并获取所述外壁返回激光的角度信息和距离信息；

[0073] 将所述外壁返回激光的角度信息和距离信息发送到数据处理模块。[0074] 图3为本发明提供的转炉激光测厚仪的结构示意图之二，如图3所示，包括：转炉31、激光测距模块32、数据处理模块33和后向激光测距模块34；

[0075] 其中，后向激光测距模块34与激光测距模块32的结构相同，其包含一个或多个激光测距发射仪，其可以设置于转炉的侧面，向转炉的外壁发射能够覆盖整个转炉外壁的激

光，接收外壁返回激光，并获取所述外壁返回激光的角度信息和距离信息，将所述外壁返回

激光的角度信息和距离信息发送到数据处理模块33；而数据处理模块33可以结合激光测距

模块32发送的，来自内壁的反射激光的数据和后向激光测距模块34发送的，来自外壁的反

射激光，从而得到更准确的转炉信息。

[0076] 本发明通过添加后向激光测距模块34可以，进一步实现转炉外壁的测量，使得转炉测量的信息更为丰富准确。

[0077] 在另一实施例中，所述激光为：红外波段的激光或第二激光等级的激光；[0078] 其中，所述第二激光等级的激光，是指满足人眼安全第二等级的激光。[0079] 具体的，本申请中采用红外波段的激光，是由于其能够实现较高精度的测量效果，其测量效果的精度一般保持在±1mm。

[0080] 而本申请中所采用的第二激光等级的激光是考虑到在测量过程中，转筒周围仍然有人在作业，而为了保护人眼安全，因此选择满足人眼安全第二等级的激光。

[0081] 本申请中所描述的激光测距发射仪所发射的激光的波段，可以是常见的635nm波段或者常见的905nm波段，也可以是650nm波段、620-690nm波段、630nm-670nm波段、850nm波

段或者495nm-515nm波段的激光。

[0082] 本发明中的激光类型选择进一步保护的测量过程中的人眼安全。[0083] 在一实施例中，所述转炉激光测厚仪，还包括：液氮冷却模块；[0084] 在所述激光测距模块中包含一个激光测距发射仪时，所述激光测距模块与转炉相距4米；

[0085] 所述液氮冷却模块用于对所述激光测距模块进行冷却。[0086] 具体的，由于转炉附近的温度较高，而激光测距发射仪是相对比较精密的测量仪器，其无法在长时间的高温下进行工作，而激光测距模块中包含一个时激光测距发射仪，激

光测距发射仪需要较为靠近转炉，才能实现转炉内壁的激光完全覆盖。

[0087] 但是在激光测距发射仪需要较为靠近转炉的情况下，其温度会过高，就需要对激光测距模块进行冷却，而本发明相应增加了一个液氮冷却模块在激光测距模块上，从而实

现对于激光测距模块进行降温，避免其因为过热而无法正常工作。

[0088] 本发明中通过液氮冷却模块，从而保证激光测距模块不会因为高温过热而无法正常工作。

[0089] 在一实施例中，在所述激光测距模块包括三个激光测距发射仪时，所述激光测距模块与转炉相距50米，所述激光测距发射仪之间，两两相距23米。

[0090] 在一实施例中，在所述激光测距模块包括三个激光测距发射仪时，所述激光测距模块与转炉相距20米，所述激光测距发射仪之间，两两相距7.5米。

[0091] 具体的，本发明中的针对于激光测距模块与转炉之间的距离进行调节时，相应的，对于激光测距模块之间的距离也需要进行调节，从而确保激光测距模块发出的激光能够覆

盖转炉的整个内壁。

[0092] 图4为本发明提供的转炉激光测厚仪的结构示意图之三，如图4所示，包括：激光测距模块41和数据处理模块42；其中，激光测距模块41中包括三个激光测距发射仪。

[0093] 本发明通过多种不同的激光测距发射仪之间的距离组合，能够适实现于不同需求下的激光测距。

[0094] 例如，当转炉为大尺寸的炼钢炉时，激光测距模块41与转炉的距离为20米，该激光测距模块41包含了三个激光测距发射仪，激光测距发射仪之间，两两相距7.5米，发出的激

光是满足人眼安全第二等级的激光，激光测距发射仪的测量精度为±1mm。其根据反射激光

从而最终确定转炉厚度数据。

[0095] 在一实施例中，所述数据处理模块，还用于同时根据各个激光测距发射仪的返回激光的角度信息和距离信息。

[0096] 本发明中对于各个激光测距发射仪的返回激光的角度信息和距离信息是同时进行处理的，具有同时性。

[0097] 本发明中通过三维成像技术能够使得测量结果更便于观察，更好的指导生产工作。

[0098] 以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单

元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其

中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性

的劳动的情况下，即可以理解并实施。

[0099] 通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上

述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该

计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指

令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施

例或者实施例的某些部分所述的方法。

[0100] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可

以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；

而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和

范围。