摘 要

现如今，许多行业的发展都离不开回转窑设备，如建材、水泥、化工、耐火材料、非金属矿等领域。特别是熟料回转窑系统，其应用范围尤为广泛。因此，回转窑的正常运行对企业来说意义重大。在窑长期生产过程中，有个各种各样因素的影响，窑的筒体部分会发生或大或小的径向和轴向的永久性变形。为了既能保证窑的正常运行，又能对窑的筒体变形进行在线测量，对于生产商的生产状态、经济效益和成产成本具有重大的经济意义。

在国外已有相关设备投入工程应用中，国内对此也进行了大量的研究，已有相关成品，但是还有一些不足之处需要进行改善。

本论文首先对回转窑的基本结构、工作原理、应用范围等进行具体的介绍，然后对回转窑筒体激光测量仪的测量原理和与测量方法进行概述，接着对测量系统的一些硬件和软件部分进行选型和设计，最后对测量数据的处理方法进行描述。

本文对回转窑的整体结构进行了介绍；对其筒体产生变形的原因做了简要的分析；对所研制的测量系统的测量原理和测量方法进行说明；对系统的相关硬件的工作原理和设计选型进行阐述；最后对测量数据的处理方法进行说明论述。

关键词：回转窑，筒体变形，激光传感器，数据处理

Abstract

Today, many industries are inseparable from the development of the field of rotary kiln equipment, such as building materials, cement, chemicals, refractories, non-metallic mineral, especially clinker rotary kiln systems, which are important firing equipment in metallurgical building materials and other industrial sectors. Therefore, the normal operation of rotary kiln is very important for enterprises. However, when the rotary kiln is in the maintenance phase of kiln shutdown, production will be at a standstill, causing huge economic losses. In the long-term production process of the kiln, there is a variety of factors that cause large or small radial and axial permanent deformation of the kiln shell part, which may cause lining bricks of the rotary kiln shell. The shedding causes a "red kiln" accident. In order to ensure the normal operation of the kiln and to measure the deformation of the kiln shell on-line, it is of great economic significance for the manufacturer's production status, economic benefits and production costs.

Related equipment in foreign countries have been studied out and put into use, the country have also done a lot of research, have been related to the finished product, but there are some shortcomings need to be improved.

The main content of this thesis is to be familiar with the basic structure of rotary kiln and the measurement requirements of rotary kiln shell, to understand the development status of laser ranging technology for external contour of dynamic rotary kiln cylinder, to master the general method of remote distance dynamic measurement, and to use the original measurement method and device. Based on the study and design of rotary kiln shell profile laser ranging instrument.

This article briefly analyzes the causes of the deformation of the rotary kiln shell, and describes the measurement principle and measurement method of the rotary kiln outer profile laser measuring instrument. It elaborates the working principle and design selection of the relevant hardware of the system, and finally measures the The data processing method is illustrated and discussed.

Key words: rotary kiln, cylinder deformation, laser sensor, data processing

目录

摘要 Ⅱ

Abstract Ⅲ

第1章 绪 论 1

1.1回转窑概述 1

1.1.1 回转窑的发展历程及应用 1

1.1.2 回转窑的分类 1

1.1.3 回转窑的工作原理 2

1.1.4 回转窑的基本结构 2

1.2课题研究的目的、意义 3

1.3国内外研究现状分析 4

1.4研究的基本内容、目标和拟采用的技术方案 4

1.5 小结 6

第2章 回转窑激光测量系统的测量原理 7

2.1 回转窑筒体变形原因分析 7

2.2 回转窑筒体激光测量系统的测量原理 7

2.3 回转窑筒体激光测量仪仰角测量方法 8

2.4 小结 9

第3章 回转窑筒体激光测量系统介绍 10

3.1 系统组成 10

3.2 系统硬件的选择、设计 10

3.2.1 三脚架的选择 10

3.2.2 激光传感器的选择 10

3.2.2.1 激光传感器的工作原理 11

3.2.2.3 GOLDY-350型激光传感器技术参数 12

3.2.2.3 隔热板的设计及安装 13

3.2.2.4 红外滤波器选择和安装 13

3.2.3 霍尔开关传感器的选择 15

3.2.3.1霍尔开关传感器的工作原理 15

3.2.3.2 霍尔开关传感器的分类 16

3.2.3.3 霍尔传感器的选型 16

3.2.4 无线传输模块的选择 17

3.3系统软件设计 18

3.3.1 虚拟仪器简介 18

3.3.2 LabVIEW软件简介 18

3.3.3 软件工作流程 19

3.4 小结 19

第4章 测量数据处理 20

4.1单个截面测量数据处理方法 20

4.2多个截面测量数据处理方法 21

4.2.1回转窑外轮廓三维曲面图显示 21

4.2.2三维窑模型显示 21

4.3 小结 22

第5章 总结 23

致谢 24

参考文献 25

第1章 绪 论

1.1回转窑概述

近年来随着工业的快速发展，回转窑系统在生产行业中扮演着越来越重要的角色，尤其在建材、化工等行业中，它的正常运转直接影响产品的质量和企业的发展。其工作原理是利用机械、物理、化学的方法对物料进行粉碎、烧结等作业。其生产运行环境是在高温、粉尘、重负荷条件下长期连续运行。

1.1.1 回转窑的发展历程及应用

回转窑的发展应用是由于水泥生产的需要。随着各行各业对水泥以及其它产品的质量和要求不断提高，传统的回转窑设备已不能满足现代发展的需求，因此回转窑设备在其工作原理和生产流程上都在不断的改进。从回转窑投入生产后，产品的生产周期大大缩短，不仅提高了生产效率，也降低了公司的生产成本。自回转窑诞生以来，在促进工业发展同时，也促进了人们对该领域的不断探索。如今，回转窑设备的重要性不言而喻，其在工业领域中所扮演的角色是不可替代的，也是必不可少的。

回转窑在水泥工业中的应用最为广泛的，是有色金属和黑色金属冶金过程中的冶炼设备，比如铝、锌、铁、锡、铬等金属。也是矿石等物料进行烧结的重要设备。选矿过程中，用回转窑对矿石进行磁化烧结以改变其磁性，便于后续处理。

1.1.2 回转窑的分类

按照不同的标准回转窑的分类有如下几种

（1）按照回转窑直径变化分为：变径回转窑和通径回转窑

（2）按照喂料方式分为：干法回转窑和湿法回转窑

（3）按照筒体几何形状分为：直筒窑、冷端扩大窑、烧成带扩大窑和两端扩大窑。

（4）按照加热方式分为：内热窑和外热窑。

1.1.3 回转窑的工作原理

回转窑的筒体部分由钢板卷制焊接成筒体段，再将几个筒体段焊接成长筒体。筒体内壁镶砌耐火砖。由三对托轮支撑筒体上的三个轮带，进而支撑起整个筒体的重量，在窑尾部分用切向弹簧板固定一个大齿圈，其与小齿轮啮合，通过传动装置驱动小齿轮从而带动大齿圈和筒体一同旋转。在安装过程中，回转窑是倾斜安装的，目的是为了保证物料能随着筒体的旋转运动而向前推进。　

　　物料从回转窑的冷端进入，从热端排除。因为回转窑筒体是倾斜安装的，所以随着回转窑做缓慢的圆周运动，生料将从窑尾向窑头的方向不断向前涌进。物料在窑内经过多道工序后，最后从窑头排出的就是熟料。　

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