[发明专利]一种混合料水分在线检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种混合料水分在线检测方法，尤其涉及烧结混合料的水分在线检测方法。

背景技术

在我国，90％以上的高炉入炉炉料是靠烧结法提供的，可以说，烧结对于我国的钢铁工业起着举足轻重的作用。烧结混合料的水分含量及水分含量的稳定性对混合料的透气性影响非常大，烧结混合料的透气性对烧结矿的质量和烧结生产率影响又很大，所以，实现混合料水分控制的自动化是提高烧结生产率和经济效益的关键。而实现混合料水分控制自动化的关键是对烧结混合料水分含量进行准确的测量。

目前，国内的钢铁行业对烧结混合料水分的测量主要还是采用定时采样失重法及一些自动化测量设备进行测量。虽然失重法的测量精度比较高，但由于需要长时间的烘干处理，使得该方法很难实现在线快速测量。对于自动化测量设备目前有中子测水、电导水分议测水、红外测水、微波测水等等。

中子水分议是依靠中子减速理论，利用中子与氢分子碰撞产生热中子，通过计算接收的热中子数目来确定物料的水分。虽然这种水分议在工业应用中取得了良好的效果，但由于需要使用放射源，逐渐不被众钢厂所使用。红外测水是利用被测物质中含有的水分对特定波长的红外光的吸收，不同水分对应不同吸收光强，从而得到光强与水分之间的关系。目前应用在烧结混合料水分测量上的红外水分议一般都存在以下缺点：(1)采用的反射技术，只测量物料表面的水。(2)物料微小的颜色变化将显著影响测量精度。(3)对粉尘及水气等环境特别敏感，会造成严重偏差。微波测水目前主要是通过衰减法，相位移法或相结合的方法进行测量。使用微波对混合料进行水分测量的好处是微波可以穿过整个料层，对料层水分进行全面检测，而且不受物料颜色、光线、粉尘、水气等恶劣环境的影响，比较适合烧结生产的恶劣环境。经过我们对多款微波水分仪进行的烧结混合料水分测量工业试验，我们发现目前大多数接触式微波水分仪未能解决设备磨损问题，而非接触式微波水分仪大多采用测料面厚度反映物料质量，未能解决皮带上料面变化对物料质量判定的影响。而且分析算法比较简单，分析结果波动较大，精确度较低，不能适应烧结现场环境的变化。

发明内容

本发明针对上述问题，所要解决的技术问题是提供了一种抗环境干扰能力强、测量范围广(全料层测量)、测量准确度高的混合料水分在线检测方法。

本发明的技术方案为：该方法包括数据采集、提取分析数据、分析数据预处理和数据分析，其特征在于，数据采集是通过水量信息采集单元及料量信息采集单元对分析所需的数据进行采集。其中，水量信息采集单元采用微波测量装置。料量信息采集单元采用皮带秤。混合料含水量信息包括微波穿透混合料层后所产生的衰减及相位移大小。物料质量信息包括皮带秤秤得的物料质量大小。

提取分析数据采用多线程滚动提取方法。

分析数据预处理是对一项提取的数据(如微波衰减)，去除掉与本次提取范围内的数据均值偏差大于3倍标准偏差的数据项，再对剩余数据求和。

数据分析是通过神经网络分析和自适应加权处理相结合的方法对分析数据预处理的数据进行分析实现的。

进一步的，上述方法还具有以下特点，所述的多线程滚动提取方法是指对采集到的数据按时间段进行划分，时间段可以重叠，提取划分时间段内所有采样周期的结果，然后以独立线程对数据进行后步操作。

进一步的，所述的神经网络分析和自适应加权处理相结合的方法是以相位移量与物料质量之比和微波衰减量与物料质量之比作为网络输入层，用神经网络方法分析含水量结果(在线标定值和离线标定值)。然后用各自分析结果与上一次最终分析结果的偏差再除以总偏差作为另一项分析结果的权值，再进行加权求和处理。

综上所述，本发明的特点是：适应现场环境，工作可靠。可全料层测量，测量范围广。测量结果不受料面变化影响，测量效果好。二级智能分析便于系统集成与扩展。

附图说明

图1为混合料水分检测方法流程图；

图2为混合料水分检测设备构成图；

图3为混合料水分检测方法结构框图；

其中，1-微波接收装置，2-微波发射装置，3-皮带秤，4-系统计算设备。

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步说明：