Como verificar se o alto-forno está cheio?

Estou trabalhando no forno de alto-forno, preciso verificar se está cheio de materiais nos níveis um, dois e três, como mostrado: -

Os principais problemas:

Está muito quente, como você vê na figura (200 ° C a 900 ° C), portanto, preciso proteger meus sensores desse calor e também não devem ser afetados pelas emissões.

Posso usar sensores infravermelhos, câmera ou ultra-sônicos para resolver este problema?

Atualização 1: -

O forno é usado para derreter pedras de cal. Receio que o calor possa danificar os sensores ou que pedras caídas possam atingi-los.

Um sensor de radar pode funcionar para você. Este é um sensor comercial de 10 GHz.

Como a temperatura no topo não é muito ruim para muitos dielétricos, você pode projetar e construir um radome com ar de purga que manteria o pior dos vapores longe do sensor.

Isso não é tanto uma resposta, mas sugestões sobre como abordar o problema.

Eu jogaria uma rede MUITO larga neste problema. Comece a debater sobre isso, mas primeiro precisamos entender realmente o problema.

Especificamente, qual é o problema que você está tentando resolver? Coloque em um idioma diferente. Sei que você disse: "Preciso verificar se está cheio de materiais nos níveis um ...", mas esse não é o problema que você está realmente tentando resolver. É mais como uma facada em alguma solução para o problema REAL. Um exercício útil que algumas pessoas de seis sigma gostam de usar é o "Five Why's". Por que você precisa disso? O objetivo é manter algum processo sem intervenção? A ideia é que, se você ficar sem material, toda a sua estrutura começa a derreter? Continue perguntando "Por que" para todas as respostas que você desenvolver e, quando você tiver cinco anos, porque é profundo, você terá uma compreensão muito melhor dos problemas.

Agora, alguns detalhes. Os níveis são carregados separadamente e os materiais são usados ​​de maneira diferente em diferentes níveis? Os materiais são combustível ou material a ser derretido?

Esse é um problema novo ou é algo que os engenheiros de processo tratam como pão e manteiga? Como as pessoas com problemas semelhantes abordam isso. Os altos-fornos existem há muito tempo - por que de repente você se deparou com um problema não resolvido? O que há de diferente na sua situação que essas pessoas nunca encontraram antes? Esse tipo de pesquisa é necessário e não opcional.

Por que você se concentrou na temperatura? A temperatura diminui ou aumenta quando você fica sem material em diferentes níveis?

Agora, com uma melhor compreensão do problema que você está tentando resolver, o brainstorming pode ser útil. Reúna as partes interessadas e participe. Neste ponto, você está gerando soluções --- TODAS as soluções, NÃO boas soluções! Seja criativo. Mais tarde, é hora de escolher quais soluções são boas. Não tente desenvolver muito as idéias neste momento.

Algumas idéias de brainstorming para você começar:

• Existe alguma maneira de obter as informações necessárias para monitorar a exaustão do processo? Você pode adicionar algo ao calcário que vaporiza e pode testá-lo na saída?
• Existe alguma informação a ser obtida com a pesagem da estrutura?
• Você pode medir as temperaturas da pele da estrutura e usar algumas técnicas de modelagem térmica para mapear isso de volta para o interior>
• ...

Um pirômetro óptico mede a temperatura da superfície de um "objeto" e, o "objeto" em sua aplicação é a superfície ascendente (ou decrescente) dentro do alto-forno. Dado o seu diagrama, faz sentido supor que quanto menor a superfície, mais quente ela é.

Portanto, use um pirômetro industrial sem contato montado na parte superior do forno para medir a temperatura da superfície da substância fundida e, a partir dessa temperatura, determinar a altura da superfície.

Eles usam pirômetros ópticos em motores a jato para "procurar" pontos quentes nas pás das turbinas de motores, para que a idéia já seja reforçada.

A sonda reforçada fica à esquerda da tela. Talvez funcionasse?

Sistema piro óptico

Pirômetro

Outra maneira é usar a condutividade elétrica do metal fundido para reduzir a indutância de uma bobina incorporada na lateral do forno nos pontos necessários. Basicamente, é um detector de metais e deve ser capaz de apontar a superfície de metal fundido para alguns centímetros. A escória que fica sobre o metal fundido provavelmente não será detectável - uma leve queda.

Outra idéia pode ser medir a temperatura dos gases que saem do fluido fundido. Se bem me lembro, esses gases são principalmente monóxido de carbono e dióxido em quantidades aproximadamente iguais (para produção de aço) - talvez quanto maior a superfície, menor a temperatura.

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Como eu já disse, basta comprar um copo furance como este e colocá-lo na parede do furance e detectar os níveis que você deseja. isso significa apenas US $ 60 e também é garantido até 2300 ° F (1260c).

Divirta-se!

Edit-1:

Na minha opinião, o pó não é muito importante, mas para evitá-lo, você pode fazer vários galhos acima do nível do calcário e fazer seu trabalho! parece com isso:

Existem várias abordagens que você pode fazer de maneira mais simples que a abordagem acima.

Edit-2:

na parte derretida, você pode usar meu truque e, na parte não derretida, pode colocar na diagonal da parede.

Eu fazia furos na lateral do forno e resolvia esse problema mecanicamente, tentando inserir uma haste. Dessa forma, você pode até extrair amostras de diferentes alturas.

Mas acho que isso não é um problema. Um forno deve, como os fornos funcionam, ser sempre cheio até o topo, não deveria?

Você pode fazer com que o cone de carga inferior seja suficientemente resistente ao calor para que seja rapidamente baixado até o topo da carga? Nesse caso, basta medir o comprimento da corrente até que ela fique frouxa, como ao fazer sondagens marítimas balançando o chumbo.

Eu posso ser ingênuo, mas faria isso de uma das duas maneiras:

a) Use ultrassom ou medição similar verticalmente, para determinar o nível de líquido. Isso pode ser confuso ao adicionar itens frios de cima.

b) Use uma câmera (possivelmente IV) de cima. Se a inclinação da parede interna for íngreme o suficiente, você poderá derivar uma fórmula simples para determinar o nível de líquido, dada a posição fixa da câmera [Editar: a partir dos pixels da imagem, é claro]. Ou seja, detectando a borda visual / térmica entre a parede e o conteúdo. Dado um registro completo da operação do forno, você determinará a relação e o erro (entre a distância do ponto-pixel fixo diretamente abaixo da câmera e a borda do líquido).

IMHO mais barato.

Indo pela diferença no peso do forno em comparação com o vazio, você deve ter uma idéia decente de quão cheio está. Pode não ser tão preciso quanto as outras opções, mas você provavelmente não precisará se preocupar com o calor.

Obviamente, isso não é muito prático se o forno já estiver construído, mas pode ser uma alternativa útil a métodos de detecção mais complexos, se puder ser projetado para a construção inicial do próprio forno.