第2期 陈先中等：高炉雷达料面测量信号处理系统改进 219° 结果受到脉冲干扰最大程度的提高系统稳定性，将 为高炉休风时套筒内看到的生产时炉料的真实状 一定次数的寻峰结果归为一组去掉这组峰值中 态，其中套筒内部黑色的横杠为十字测温 的最大和最小值，然后计算一2个数据的算术平 均值. 由于采用上述混合滤波，测量周期延长.测试 结果表明，完成一次测量耗时约20m,s作中位滤波 时，如果取10则最终测量周期约为0.2，s可满足 高炉生产实时性需求. 3试验结果 3.1模拟试验 图7现场安装雷达 Fg7 Fie d installed radar 实验室模拟固粉态料面测量，采用固体焦炭 和煤粉做实验.信号经过上述滤波处理后，频谱 如图5所示.正确找到峰值后，再经过比值法对 频谱校正得出实际信号频率，从而得到对应的真 实距离. 120 ··-…原始谱 100 ▲…校正谐 80 图8雷达安装环境 0 Fg 8 Radar instllation envirommet 20 图9为现场测量数据.由图可见在稳态连续多 455055606570758085 次测量后，最大数据偏差小于0.1四平均误差为 0.95%. 图5采样信号频谱及校正 10.56 Fg 5 Orignal spectm and correction spectrum of the sampled sgnal 1052 为验证上述信号处理技术的稳定性，对同一对 10.48 象进行多次测量，其结果如图6所示.由图6可见， 1044 www 多次测量最大偏差接近3四精度达到0.05%：测 10.40 量结果的波动在毫米级，稳定性达到设计要求， 测量次数 5.45 5.415 图9现场测试结果 5414 Fig 9 Fiel test results 5.413 5.412 5.411 2345678910 4结语 测量次数 MCW雷达在料面测量中有其独特的优势，然 图6同一对象多次测量结果 Fig 6 Repea ted measurment results of he sme mget 而生产过程中的高炉内部环境恶劣，对雷达测距干 扰极大，普通MCW雷达在这样的环境下很难稳定 3.2现场测试 工作，本文通过理论和实践研究了提高雷达测距稳 在宝钢进行了生产环境下高炉料面的实际测 定性和实时性：使用笔者研制的专用冶金雷达进行 量.该高炉容积2500.图7为本文研制的治金专 了现场测试从测量结果来看，精度和稳定性较好地 用雷达实物图，图8为测试环境.图8的测试环境 满足了高炉生产的需要.第 2期 陈先中等:高炉雷达料面测量信号处理系统改进 结果受到脉冲干扰, 最大程度的提高系统稳定性, 将 一定次数 N的寻峰结果归为一组, 去掉这组峰值中 的最大和最小值, 然后计算 N-2个数据的算术平 均值. 由于采用上述混合滤波, 测量周期延长 .测试 结果表明, 完成一次测量耗时约 20 ms, 作中位滤波 时, 如果 N取 10, 则最终测量周期约为 0.2s, 可满足 高炉生产实时性需求 . 3 试验结果 3.1 模拟试验 实验室模拟固粉态料面测量, 采用固体焦炭 和煤粉做实验 .信号经过上述滤波处理后, 频谱 如图 5所示 .正确找到峰值后, 再经过比值法对 频谱校正得出实际信号频率, 从而得到对应的真 实距离 . 图 5 采样信号频谱及校正 Fig.5 Originalspectrum andcorrectionspectrumofthesampled signal 为验证上述信号处理技术的稳定性, 对同一对 象进行多次测量, 其结果如图 6所示 .由图 6可见, 多次测量最大偏差接近 3 mm, 精度达到 0.05%;测 量结果的波动在毫米级, 稳定性达到设计要求 . 图 6 同一对象多次测量结果 Fig.6 Repeatedmeasurementresultsofthesametarget 3.2 现场测试 在宝钢进行了生产环境下高炉料面的实际测 量 .该高炉容积 2500m 3 .图 7为本文研制的冶金专 用雷达实物图, 图 8为测试环境.图 8 的测试环境 为高炉休风时套筒内看到的生产时炉料的真实状 态, 其中套筒内部黑色的横杠为十字测温. 图 7 现场安装雷达 Fig.7 Fieldinstalledradar 图 8 雷达安装环境 Fig.8 Radarinstallationenvironment 图 9为现场测量数据.由图可见在稳态连续多 次测量后, 最大数据偏差小于 0.1 m, 平均误差为 0.95%. 图 9 现场测试结果 Fig.9 Fieldtestresults 4 结语 FMCW雷达在料面测量中有其独特的优势, 然 而生产过程中的高炉内部环境恶劣, 对雷达测距干 扰极大, 普通 FMCW雷达在这样的环境下很难稳定 工作 .本文通过理论和实践研究了提高雷达测距稳 定性和实时性 ;使用笔者研制的专用冶金雷达进行 了现场测试, 从测量结果来看, 精度和稳定性较好地 满足了高炉生产的需要 . · 219·