声纳化渣技术
多波束和三维声呐技术在码头工程中的应用实例
多波束和三维声呐技术在码头工程中的应用实例多波束和三维声呐技术是现代海洋工程中非常重要的一种工具和手段。
这些技术可以为码头建设提供多种便利和优势，比如精准的船舶定位和测量，准确的深度和水文数据，以及高效的土壤勘探和病害检测等。
在本文中，我们将通过介绍几个实际应用案例来说明这些技术在码头工程中的具体应用和效果。
三维声呐技术是一种非常高效的海底测量方法，可以通过声波对海底进行三维扫描和成像。
在码头工程中，这种技术可以用来测量摆锤岩石墙体、码头底部、堆积区和航道等区域的精确坐标和深度。
同时，三维声呐技术还可以提供详细的海底地形和地貌图像，帮助码头工程团队更好地了解施工和建设环境，优化设计和施工方案。
实例：东海大桥二期工程东海大桥是中国东南沿海地区的一条高速公路跨海大桥，是国家重点工程之一。
在东海大桥二期工程中，施工团队采用了三维声呐技术对桥墩基础的海底地形和底质状况进行了测量和评估。
通过三维声呐技术，施工方成功获取了精准的施工坐标和深度数据，提高了施工效率和质量，同时还为后续维护和管理提供了重要的数据支持。
多波束技术是一种高精度的船舶定位和测量技术，可以利用多个单独发射器和接收器组合成信号束，从而实现船舶精准的位置识别和测量。
在码头工程中，这种技术可以用来实现码头船舶的精准定位和停靠，为码头物流和交通管理带来多种优势和便利。
实例：金港码头一期工程金港码头是我国东南沿海地区的一处重要集装箱码头，也是一项大型的建设工程。
在金港码头一期工程中，施工团队采用了多波束技术对船舶的停靠位置和路径进行了精准测量和定位。
通过该技术，码头管理部门可以实时监控和管理船舶停靠过程中的动态信息和数据，避免了船舶的碰撞和安全事故，同时也提高了码头运输和物流的效率和准确性。
总之，多波束和三维声呐技术是现代海洋工程中不可或缺的重要工具和手段，其在码头建设中的应用和效果也是非常显著和明显的。
通过这些技术的应用，可以帮助码头工程团队更加有效地管理施工过程、提高施工效率和质量、优化设计和施工方案，同时也为后续维护和管理提供了重要的数据支持和参考。
音频化渣方案
四、系统设备清单
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
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音频化渣系统设备单（一套）
名称 机柜 净化电源 工控机 液晶显示器 电源 AI 模拟采集模块 IO 控制输出模块 通讯模板 氮气电磁阀及过 滤器 音频信号采集及 保护单元 音频信号处理及 显示单元 喷溅视频检测单 元 视频采集模板
③和⑤实时曲线，记录氧枪枪位、氧枪压力、氧枪流量、CO 浓度、 钢丝绳张力、氧枪冷却水温差、喷溅曲线的走势；
④开始时间、供氧时间、溅渣时间、结束时间、补吹时间、等待 时间、出钢时间、点吹次数、冶炼周期的记录，便于以后查询这些重 要参数，同时为操作工填写报表带来方便；
⑦本炉数据累计，记录本炉冶炼需要造渣料和合金的总数量； ⑧功能按钮； ⑨测温显示，显示拉碳倒炉的每一次测温温度和炉后出钢温度。 历史查询界面
6*0.75
备注
15
电缆
100 米
2*0.75
15
电缆
100 米
SYV-0.75
16
网线
100 米
标准网线
17
音频化渣软件
1套
插座、接线排、固定件，
18
其他
水套连接、空气开关、
手动阀门等
注：工艺参数及功能等可根据厂内实际工艺定制。方案确定后，
再进行详细的技术协议讨论。
1
2 7
3 4
9 5
8
系统实时主画面主要包括如图所示的九部分： ①音频曲线，记录了本炉的渣况趋势，吹炼过程中给摇炉工以渣 况参考红色区域为理想化渣区，当曲线超出红色区域上方或下方时代 表有喷溅或返干的可能，吹炼结束后可以作为本炉渣况的一个大体纪 录； ②实时加料，记录了本炉所有的加料情况包括每次加料的时间、 料种及重量，为摇炉工实时掌握本炉散装料加入情况和日后的管理打 下了基础；
声呐信号处理算法
声呐信号处理算法是指对声呐信号进行一系列处理步骤的算法，主要包括信号的采集、预处理、特征提取和分类识别等。
在声呐信号处理中，常用的算法包括非局部均值（NL-means）去噪、BM3D、SAR-BM3D 等方法。
这些方法主要应用于对声呐图像进行去噪处理，以最大程度地保持图像的细节特征。
其中，非局部均值方法的基本思想是：当前像素的估计值由图像中与它具有相似邻域结构的像素加权平均得到。
BM3D 和SAR-BM3D等算法则是在BM3D算法的基础上，结合SAR图像的特点进行改进，用于对SAR图像进行去噪处理。
另外，深度学习技术也被广泛应用于声呐信号处理中。
例如，基于卷积神经网络（CNN）的算法可以用于对声呐信号进行分类、聚类等处理。
这些算法可以通过学习输入数据的统计规律来得出识别结果，有效地对声呐信号进行处理和分析。
除此之外，还有一些其他的声呐信号处理算法，如短时傅里叶变换（STFT）、小波变换（Wavelet Transform）等。
这些算法可以用于对声呐信号进行时频分析、特征提取等处理。
总的来说，声呐信号处理算法是声呐技术中非常重要的组成部分，可以有效地对声呐信号进行处理和分析，为后续的目标识别、分类等任务提供有力的支持。
声呐测试在压裂效果评价中的应用
声呐测试在压裂效果评价中的应用引言：声呐测试是一种常用的非破坏性检测技术，广泛应用于各个领域。
在油气田开发中，压裂技术是一种常用的增产手段。
本文将探讨声呐测试在压裂效果评价中的应用，分析其优势和局限性，并展望其未来的发展方向。
一、声呐测试在压裂过程监测中的应用1. 压裂前的井筒诊断在进行压裂前，声呐测试可以对井筒内部进行全面的评估。
通过声波的传播和反射特性，可以获取井筒壁的完整性信息，识别井筒内部的裂缝、砂眼等问题。
这对于确定压裂液的注入位置以及避免压裂过程中发生井筒破裂等问题具有重要意义。
2. 压裂过程中的液位监测在进行压裂过程中，声呐测试可以实时监测压裂液在井筒内的位置和液位。
通过检测声波的传播时间和强度变化，可以确定液位高度，及时调整注入压力和压裂液的用量，以确保压裂效果的最佳化。
3. 压裂后的裂缝评价压裂后，声呐测试可以对裂缝进行评估。
通过分析声波在裂缝中的传播和反射特性，可以判断裂缝的尺寸、分布情况以及裂缝与井筒壁之间的接触情况。
这对于评估压裂效果的好坏以及确定后续的开发方案具有重要意义。
二、声呐测试在压裂效果评价中的优势1. 非破坏性检测声呐测试是一种非破坏性检测技术，不会对井筒结构造成任何损伤。
相比于传统的物理检测方法，如下入井检测等，声呐测试更加安全可靠。
2. 实时监测声呐测试可以实时获取压裂过程中的数据，能够提供及时的反馈信息。
这有助于工程师及时调整压裂参数，确保压裂效果的最佳化。
3. 全面评估声呐测试可以对井筒内部进行全面的评估，包括井筒壁的完整性、液位高度和裂缝情况等。
这有助于全面了解井筒的状况，为后续的开发方案提供科学依据。
三、声呐测试在压裂效果评价中的局限性1. 数据解释的复杂性声呐测试所得到的数据需要经过专业工程师的解读和分析，才能得出准确的评估结果。
对于非专业人员来说，理解和解释这些数据可能存在一定的困难。
2. 环境限制声呐测试对环境条件有一定的限制。
例如，井筒中存在较强的噪声干扰，或者存在较大的温度和压力变化，都可能会对声呐测试的结果产生影响。
三维成像声纳在水下工程中的应用研究
三维成像声纳在水下工程中的应用研究所谓的三维成像声纳技术，就是利用声纳设备发射声波，这些声波触及到目标物以后会反射回来，系统可以根据回波对目标物进行定位和成像，这种方式与常规的旁扫有所不同，它能够直接获取水下结构的三维图像，不仅及时，而且准确，将这种技术应用于水下工程中，可以顺利完成水下探测工作。
文章简述了三维成像声纳系统的构成及功能，并分析了其在水下工程中的具体应用。
标签：三维成像声纳；水下工程；应用前言影响海洋工程质量安全的因素有很多，一般将这些因素分为两种，一种是水上结构部分，使用一些常规技术即可排除水上部分的安全隐患，包括触摸、观察、NDT检测等，另一种是水下结构部分，受到环境的限制，使用常规技术无法排除水下部分的安全隐患，这部分隐患不仅难发现、难处理，而且随着日积月累，微小缺陷可能会逐步扩大，最终导致极大的破坏，三维成像声纳技术就能够有效解决这一问题，高效检测海洋工程水下复杂结构部分的安全隐患，保证海洋工程水下施工的安全、稳定运行。
1 三维成像声纳系统概述1.1 系统的构成与具体功能三维成像声纳系统由三部分构成，其一是声纳头，其二是电脑终端，其三是电源和设备安装支架，其中声纳头有两个阵，一个是声纳阵，声波信号沿着锥形方向发射出去，另一个是接收阵，该阵由若干个水听器传感器组成，接收返回来的声波，最终目标物的三维图像会在电脑终端显示出来，测距的范围一般在1米至150米，图像更新的速度可以达到每秒20次。
声纳头的布局有两种形式，一种是靠岸加固，另一种是随船移动，具体布局形式根据周围环境以及检测对象的特征确定。
而在一般的海洋工程中，经常使用的是二维声纳Seaking DFS，声纳头的布局有所不同，一般都是固定安装在ROV（水下机器人）上，通过对水下机器人的操控实现对声纳头位置的控制，随着海洋工程的进一步发展，人们对声呐技术提出更高要求，将三维声纳应用于海洋工程中，通过声波信号的发射与收集，形成具有较高分辨率的图像，不仅能做到实时成像，图像还可以被缩放、旋转和移动，为水下施工过程提供准确、完整的信息[1]。
转炉炼钢项目6冶炼操作
相关知识
五、渣料加入量的确定及造渣控制原则 3.矿石加入量实例（舞钢120t转炉数据）
（1）开吹时加入300～1500kg，中期根据温度情况分批加入，但每批加 入量不得超过300kg。
（2）终点前3min严禁加矿石。 4.终点调温或稠渣（舞钢数据）
（1）用生白云石或轻烧白云石。 （2）终点调温加轻烧或生白的量大于500kg时，必须下枪点吹，且点吹 时间不低于30s，枪位控制在1.3～1.5m。 5.吹炼过程造渣控制原则 根据实际情况做到初期渣早化、过程渣化透， 适当控制炉渣的泡沫化程度，中期防止炉渣返干，尽量减少喷溅，终渣作粘。
四、造渣方法
相关知识
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五、渣料加入量的确定及造渣控制原则 1.石灰加入量的确定 石灰加入量是根据铁水中Si、P含量及炉渣碱度 R 来确定的。当铁水含磷较低时（P<0.30%），碱度可用 R =CaO/SiO2表示。
（1）根据铁水成分按碱度 R配加 （2）普C钢终渣碱度 R要求为2.8～3.5。 （3）优质钢、品种钢按钢种操作要点要求配碱度。 （4）石灰加入量计算公式
学习 目标
• 知道造渣在炼钢上的作用、炉渣的基本性质;了 解造渣的方法、分类及适用条件、炉渣的来源、 组成，理解碱度的概念和对炼钢的影响。
• 能核算主要造渣料的数量，掌握造渣料加入顺序， 能判断并确定加入的时机，实施全程化渣，确保 冶炼正常进行。
造渣贯穿于炼钢的始末，渣子好坏及化渣速度 直接关系到炼钢任务的完成和钢水质量。通过学习， 要了解造渣的方法，造渣料加入量的核算，碱度的 含义，加速化渣的措施。掌握造渣料加入时间、加 入量及冶炼不同时期炉渣渣况的判断和调整。
转炉炼铁操作
项目六 冶炼操作
声呐阵列处理技术
声呐阵列处理技术
声呐阵列处理技术是一种利用声呐阵列获得目标信息并进行处理的技术。
声呐阵列是由多个声呐传感器组成的系统，可以在水下或空中进行目标探测、定位和识别。
声呐阵列处理技术包括以下几个方面：
1. 信号预处理：对从声呐传感器接收到的原始信号进行滤波、增益调整等预处理操作，以提高信号质量和抑制噪声。
2. 全向波束形成：利用声呐阵列中的多个传感器同时接收到目标信号，通过对接收到的信号进行相干处理和波束形成，可以实现对目标的定位和跟踪。
3. 目标检测与定位：通过对接收到的信号进行目标检测算法，可以确定目标在声呐阵列的方位和距离，从而实现对目标的定位。
4. 目标识别与分类：通过对目标特征进行分析和匹配，可以实现对目标的识别和分类，例如判断目标是鱼类还是潜艇。
5. 抗干扰处理：声呐阵列常常面临来自水下环境的多路径干扰和背景噪声的影响，因此需要采用抗干扰处理算法，以提高目标检测和定位的准确性。
声呐阵列处理技术在水下目标探测、海洋勘测、水声通信等领
域具有重要应用价值，可以提高海洋资源开发利用效率和水下情报获取能力。
重钢二炼钢厂声呐化渣系统
目前， 我厂在７ ＃转炉 已安装完毕声呐化渣系统一台， 正计划在 后 可以反应炉 内的渣况 。 这就 是声 呐化渣系统 。 ５ 、 ６ ＃炉推广安装应用 ， 本文就声呐化渣的必要性 ， 原理 ， 安装等作 也就是根据转炉 的综合特性对吹炼过程 中的声音进行频谱 和 个介绍 。 信号计算机处理 ， 系统软件操作， 设备维护等方面另作介 幅度分析 ， 得到一个音强指数信号并画 出一条红色的变化曲线 ， 该 绍。 曲 线 的变 化 趋 势 ， 可 帮 助 操 作 人 员 提 前 判 断 喷 溅 或 返 干 即将 发生 ， 因而可以尽早采取相应措施 ， 避免 或减轻喷溅 的发生 ， 进而减少钢 １转炉炼钢渣面工艺现象及后果 铁 料 的损 失 。 在转炉炼钢过程 中， 化渣是其中的一个 关键过程。 吹炼开始后 ， 随着 吹炼造渣的进行 ， 渣面逐渐升 高， 如果 操作 人员不采用适 当的 ３声呐 化渣 设 备构 成 方 式操 作 ， 就 会发生喷溅 。 大量 炉渣从炉 口喷 出， 造成钢铁料 的损 目前 ， 我厂采用的是北京五环仪器仪表厂设计制造 的声呐化渣 失， 反之在 吹炼几分钟 以后 ， 炉 内炉渣泡沫会逐渐减少 ， 渣面降低 ， 系统 ， 该系统 由声纳探头 、 前置处理器 、 声处理仪 、 探头保护水套 、 模 即所谓返干现象 ， 这种现象 出现如不采取适 当的操作方 式处理 ， 往 拟量数据采集器 、 开关量数据采集器 、 远程通信转换器 、 工控机及显 往造成钢水 的最 终成分出格 ， 合格率下降 ， 废品增多。 示器 、 系统软件等组成 。 具 体如 图１ ： 声 纳探 头 采集 的声 强信 号 ， 经 前置 处理 器放 大 处理 后 ，以 ２转炉炼钢声呐化渣原理 Ｒ Ｓ ２ ３ ２ 的方式送声处理仪进行过滤 、 修正， 并转换成４ － ２ ０ ｍＡＤＣ 信 目前 ， 转 炉 炼钢 采 用 由熟 练 工 人 根据 经 验 来判 断 炉 内化 渣 进 程 号 送模 拟 量 数 据 采集 器 ， 同时 模 拟 量 数据 采集 器 也 采集 吹 炼 氧 气 流 和状态 的方式 ， 这种方式成为转炉炼钢 出现喷溅和返干 的主要因 量和氧枪高度信号 ， 开关量数据采集器 采集转炉 出钢信号 ， 以反 映 素， 为 了克服这个 问题， 人们对转 炉炼钢噪声进行 了分析 ， 得出转炉 工况情况 ， 经过数据采集器 合成后的信号 ， 通过远程通信转换器转 炼 钢 化 渣进 程 与 转 炉 炼钢 噪声 存在 必 然 的 因果 关系 ， 也就 是 在 氧 气 换 成计 算 机 可 以 识别 的信 号 后 送计 算 机 ， 经软 件 分 析 、 处理， 最后在 转炉炼钢过程 中， 高 速 氧 流 冲 击 熔 池 发 出 噪音 ， 噪音 强度 大 小 取 决 监 视 器 上 以画 面 方 式 显示 、 记录 ， 并 实 现 参 数设 置 、 报警等功能 。 于炉渣液面 的高度 。 渣面与音 强成 反比。 如果 化渣 好 ， 渣层厚 ， 则炉 渣的消音能力强 ， 炉 内发 出的音声水平低。 所 以可 以通过检测音强 ４设备 安 装 值变化 ， 了 解化 渣 的好 坏 。 ４ ． １探 头及保 护 装 置 的安装 根据资料 ， 分析 氧气转炉吹炼情况， 有三种噪声与吹炼有关 ： （ １ ） 探头是在水套 内安装 的， 因此主要是水套安装 ， 水套在转炉现 超音速氧气流股 的气体动力学噪声及其冲击铁液、 渣液和 固相颗粒 场的工况位置 ， 可 以有两种选择 ： 一种是装在烟道上 ， 困难 较大 。 第 时的噪声； （ ２ ） 一氧化碳气泡破裂和溢出的气流噪声 ； （ ３ ） 金属熔池和 二 种 方 案 是选 在 与 转 炉炉 口等 高 炉侧 挡 渣 墙 上 ， 中心 线对 准 转 炉 炉 渣液与炉壁摩擦 的噪声 。 耳正上方 。 这要求在挡 渣墙上开孔 ， 孔径 约在８ ０ －２ ０ ０ ａｍ 。 ｒ 根据我 在实 际检测过程 中， 只要泡沫渣能保持 正常状态 ， 噪声强度最 厂 现场 情 况 ， 我们选择的是第二种方式。 低时恰恰是碳 氧反应 最剧 烈、 熔池运动最活跃 的时候 。 由此可以推 为安装和维护方便 ， 我们在转炉侧面搭建了一个钢结构平 台及 断， 超 音 速 氧 气 流 股 是 产 生 吹 炼 噪声 的最 主 要 的 噪声 源 。 于 是 在 转 上 下扶 梯 。 水 套 与 挡 渣墙 的 固定 方 法 ， 采 用 的是 法 兰 连 接 。 炉 口或 烟 道 中拾 取 噪 声 ， 并 经 过 电 子设 备 处 理 ， 可 以提 供 一 个 与 炉 ４ ． ２ 前 置放 大 器安 装 。 内渣况水平相关的信号 ， 并可 以将此信号在计算机 的画面上 作出一 前 置放 大 器 要 求装 在 探 头 附近 １ ０ 米 以 内， 我们 选择 安 装 在 转 炉 条吹炼 时刻 的声强曲线。 此条 曲线经操作人员或计算机正确 的解释 下转第５ ０ 页
声纳化渣技术
(d) Q255(A、B)；
(e) Q275。
钢的牌号
钢的牌号简称钢号，是对每一种具 体钢产品所取的名称，是人们了解钢 的一种共同语言。我国的钢号表示方 法，根据国家标准《钢铁产品牌号表 示方法》（GB221-79）中规定，采 用汉语拼音字母、化学元素符号和阿 拉伯数字相结合的方法表示。
声纳化渣技术的基本原理
这是采用声音强度 测量化渣状况的一种 方法。在氧气转炉炼 钢过程中，高速氧流 冲击熔池发出噪音， 噪音强度大小取决于 炉渣液面的高度。渣 面与音强成反比。 如果化渣好， 渣层厚，则炉渣的消 音能力强，炉内发出 的音声水平低。所以 可以通过检测音强值 变化，了解化渣的好 坏。
系统组成及作用
声纳检测系统图
（2）图像定性分析：开吹2分钟图像标准化后，操作者可以通过屏 幕图像中曲 线的位置和走向，来判断当前炉渣的情况，并及时采取措 施。 通常有下面三种情况： ①曲线在下部平稳向上发展。说明基本枪位是正确的无须变更操作 现状。 ②曲线在中下部向水平方向发展。说明C-O反应激烈，渣中∑（FeO） 含量较低。此时枪位可稍提高些；如温度较高，可加些氧化铁皮降温； 如有喷溅趋向，则加少量石灰抑制。 ③曲线位置较低或向下发展。说明枪位偏低，应逐渐提高枪位，做 到曲线慢慢上行，使操作正常。
应用效果
应用声纳化渣技术，为转炉造渣 提供了基本模式，改变了以往紧凭肉 眼看火的经验操作法，大大减小了喷 溅和返干的发生，喷溅和返干预警命 中率分别大于85%和90%，使金属吹 损和渣料消耗降低通过对取声装置的 改造，大大提高了设备运行完好率与 检测精度。
碳素结构钢碳素结构钢包括：(a) Nhomakorabea195；
浅水多波束测深声纳关键技术剖析
浅水多波束测深声纳关键技术剖析
浅水多波束测深声纳是一种用于水深测量的设备，其关键技术主
要包括以下几个方面。
第一，多波束声纳的设计和优化。
多波束声纳通过同时发射和接
收多条声波束来对水下目标进行探测和测量，从而提高了水深数据的
精度和可靠性。
其设计和优化关键在于探头的布局、声束的数量和方向，以及声源和接受器的位置和性能等方面。
第二，信号处理算法的研究和改进。
浅水多波束测深声纳采集到
的回波信号包含了水下目标的信息，但也受到多种干扰的影响，如水
下植被、底部反射等。
因此，信号处理算法的研究和改进成为了提高
水深数据精度的关键。
例如，使用波束形成技术、自适应滤波技术和
坐标变换技术等，可以有效抑制干扰并提高信号噪声比。
第三，测深声纳的性能测试和验证。
为了保证浅水多波束测深声
纳的性能和可靠性，需要对其进行多种测试和验证，如声器灵敏度测试、传感器静态校准、扫描测试和数据比对等。
这些测试和验证可以
帮助用户评估设备的性能和稳定性，并及时发现和解决问题。
综上所述，浅水多波束测深声纳的关键技术涉及多个方面，需要
综合考虑和优化，以提高水深数据的准确性和可靠性，满足海洋勘测、航道测量和海洋资源开发等领域的需求。
《声纳化渣技术》课件
技术创新
智能化发展
随着科技的不断进步，声纳化渣技术将不 断革新，实现更高的效率和更低的能耗。
通过引入人工智能和机器学习技术，声纳 化渣设备将具备自我学习和优化能力，提 高处理效果和效率。
环保化发展
多元化应用
随着环保意识的增强，声纳化渣技术将更 加注重环保，减少对环境的影响。
声纳化渣技术的应用领域将不断拓展，不 仅局限于工业领域，还将应用于环保、医 疗等领域。
案例二：水下考古中的声纳化渣技术应用
总结词
无损探测、保护文物
详细描述
在水下考古中，声纳化渣技术被广泛应用于文物探测和保护。通过声纳成像，考古学家可以无损地探 测到水下的文物分布情况，避免盲目挖掘对文物造成破坏。同时，声纳化渣技术还可以为文物保护提 供科学依据，为后续的文物保护和修复工作提供支持。
案例三：水下建筑保护中的声纳化渣技术应用
提高能效比
研究更高效的声波发生机制和 能量利用方式，提高声纳化渣
技术的能效比。
05
声纳渣技术的应用案例
案例一：海洋石油开发中的声纳化渣技术应用
总结词
高效探测、降低污染
详细描述
在海洋石油开发中，声纳化渣技术被用于探测海底地形、地貌以及油藏分布情况。通过高精度的声纳成像，可以 准确判断油藏的位置和储量，为开发提供有力支持。同时，声纳化渣技术还可以检测到海底的污染物扩散情况， 为环境保护提供数据支持。
总结词
预防性保护、延长寿命
详细描述
在水下建筑保护中，声纳化渣技术被用于检测水下建筑的结构和材料状况。通过高精度 的声纳成像，可以及时发现建筑物的腐蚀、裂缝等损伤情况，为预防性保护提供依据。 同时，声纳化渣技术还可以为修复和加固工作提供数据支持，延长水下建筑的使用寿命
浅析转炉炼钢声纳化渣的原理与应用
浅析转炉炼钢声纳化渣的原理与应用前言转炉炼钢是钢铁生产中的重要工艺之一，它的质量和产量的提升是钢铁企业发展的关键。
为了满足高品质、高效率的生产需求，钢铁企业通过应用声纳化技术改进转炉炼钢工艺，提高了生产效率和钢铁质量，取得了良好的经济效益和社会效益。
本文将对转炉炼钢声纳化渣的原理和应用进行浅析。
转炉炼钢声纳化基础声纳是一种利用机械波进行探测的技术，主要用于无损检测、海洋勘探、地质勘探、医学诊断等领域。
在钢铁生产中，声纳技术常被用于转炉炼钢过程中的渣面探测。
因为转炉炼钢是在转炉内部进行的，生产环境封闭，如何迅速准确地了解转炉内部情况，特别是渣面和液面的高度变化，是企业急需解决的问题。
传统的方法是通过人工测量，但是其精度不高，且需要大量的人力投入。
而声纳化技术则利用声波进行探测，可以实现远距离、高精度的检测，且不受温度和压力等因素的影响，具有高效、可靠等特点。
声纳化技术通过声波在渣面上的反射和吸收进行探测，根据声波传输的时间和反射强度等信息，可以确定渣面的位置和高度等参数。
通常采用的测量器是声纳贴片，一种直径约10毫米的装置，贴在炉壁上，通过与炉内焦炭中断电负荷控制器联动，实现自动监测和控制。
原理分析声纳化技术主要利用声波在不同介质中的传播和反射等特性进行渣面探测。
声波是一种机械波，是由物体振动产生的。
在钢铁生产中，通常使用9000赫兹的物理波，工作频率在4.5到5.5兆赫范围内。
当声波传到介质之间的界面时，部分能量将被反射回来，根据反射强度，可以确定介质中的界面位置。
因此，在转炉炼钢中采用声纳贴片作为声波传感器，对炉内的声波进行感知和处理，可以实现对渣面的精确探测。
渣面高度的探测，通常采用声波的时间延迟和反射强度等特性进行测量。
当声波传到渣面时，部分能量将被反射回来，声纳贴片收集反射波，并根据反射波的特性，计算渣面位置和高度信息。
声纳化技术还可以实现对炉中液面的检测。
炉内的钢水不断变化，其一方面会影响炉内的温度和压力等物理参数，另一方面也会由于流动的缘故，使得渣面的位置和高度发生变化。
声纳 试验 数据 解析
声纳试验数据解析
声纳试验数据解析涉及到从声纳设备收集的原始数据中提取有用信息的过程。
声纳试验数据通常包括声纳波形、回波强度、目标位置、目标速度等信息。
解析这些数据需要进行多方面的分析和处理。
首先，声纳波形是声纳发射的声波在水中传播后的回波信号。
通过分析声纳波形的特征，可以确定目标的距离、方向和形状。
这涉及到信号处理和频谱分析的技术，可以使用傅立叶变换等方法对声纳波形进行处理。
其次，回波强度是指目标对声纳信号的反射强度，通过分析回波强度可以推断目标的大小、材质和表面特征。
这需要进行幅度和功率的计算与分析，以确定目标的特征。
此外，目标位置和速度是声纳试验数据中非常重要的信息。
通过分析目标在不同时间的位置变化和回波的多普勒频移，可以确定目标的运动状态和速度信息。
这需要进行时域和频域分析，结合目标运动模型进行处理。
除此之外，声纳试验数据的解析还可能涉及到噪声抑制、目标识别与分类、成像重建等方面的内容。
需要综合运用信号处理、统计分析、模式识别等多种技术手段进行综合分析和处理。
总的来说，声纳试验数据解析是一个复杂而多样化的过程，需要综合运用多种技术手段对声纳数据进行全面分析，以获取目标的位置、速度、特征等信息。
在实际应用中，还需要考虑到实际环境的影响、设备性能的限制等因素，进行合理的数据解析与处理。
声纳信号处理及其在海洋监测中的应用
声纳信号处理及其在海洋监测中的应用一、声纳信号处理基础声纳技术是一种使用声波在水中传播和反射的特性，来获得海洋环境信息和物体探测信息的技术。
声纳信号处理是声纳技术中的核心部分，通过处理声纳采集到的信号，从而实现对其所在水域相应目标的探测、定位、识别与追踪等功能。
声纳信号处理的主要内容包括：接收滤波，信号采样和数字化，功率谱估计，目标探测和目标识别等。
1.接收滤波声纳信号在水中传播过程中会存在受到环境噪声及接收器自身电路噪声的影响，因此首先需要对接收到的信号进行滤波。
该过程可以通过滤波器进行实现，滤波器分为模拟滤波器和数字滤波器，而声纳处理中一般使用数字滤波器。
2.信号采样和数字化声纳信号传输到接收器后，需要先对其进行采样，然后进行数字化处理。
采样频率的选择对声纳信号处理的有效性至关重要，采样频率过低会导致部分信号频率被截断，从而降低声纳信号的质量，采样频率过高则会增加处理器的计算量。
因此，如何选择合适的采样频率是声纳信号处理中的关键因素。
3.功率谱估计声纳信号传递过程中，受到环境噪声及自身电路噪声的影响，将极大影响声纳信号的质量。
因此，需要对处理后的声纳信号能量进行估计，对估计出来的信噪比进行分析和调整，从而提高信号的抗噪声性能。
4.目标探测和目标识别声纳信号处理的最终目标是基于处理后的信号，实现对海洋中的目标进行探测和识别。
声纳目标探测是寻找声纳信号中反射目标的位置，而目标识别是通过分析目标反射信号的特征，对目标进行识别。
二、海洋监测中的声纳技术应用声纳技术应用极其广泛，其中海洋监测是其主要应用领域之一，声纳技术被广泛应用于海洋渔业资源监测，海洋资源勘探、海底构造探测等领域。
1.海洋渔业资源监测海洋中的生物由于体积较大，会在经过水体界面时发生反射，这种反射信号可以被声纳接收，从而实现海洋环境中的生物监测。
声纳技术可以实现对鱼群的位置、密度、数量等信息的监测，对于渔业资源的评估、探测以及预测具有极其重要的意义。
声纳化渣技术
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碳素结构钢Leabharlann 碳素结构钢包括： (a) Q195； (b)Q215(A、B） (c) Q235(A、B、C)； (d) Q255(A、B)； (e) Q275。
钢的牌号
钢的牌号简称钢号，是对每一种具 体钢产品所取的名称，是人们了解钢 的一种共同语言。我国的钢号表示方 法，根据国家标准《钢铁产品牌号表 示方法》（GB221-79）中规定，采 用汉语拼音字母、化学元素符号和阿 拉伯数字相结合的方法表示。
目前，在较多的钢铁厂中已装 备了各种炉料的称量系统、氧气 及温度等检测装置，但对转炉炼 钢过程本身的检测系统至今仍属 空白。操作者在很大程度上仍然 耳闻目测靠经验来炼钢。因此， 研制一种能正确检测炉内情况的 技术一定会受到炼钢厂的欢迎。
随着计算机技术突飞猛进的 发展，在国内外先进经验和教训 的基础上，转炉声纳微机监控造 渣技术的研究，终于取得了突破 性的进展，获得了满意的结果。
铁皮降温；如有喷溅趋向，则加少量石灰抑制。 ③曲线位置较低或向下发展。说明枪位偏低，应逐渐提高枪位，做
应用效果
应用声纳化渣技术，为转炉造渣 提供了基本模式，改变了以往紧凭肉 眼看火的经验操作法，大大减小了喷 溅和返干的发生，喷溅和返干预警命 中率分别大于85%和90%，使金属吹 损和渣料消耗降低通过对取声装置的 改造，大大提高了设备运行完好率与 检测精度。
系统由三部分组成，分别是(1) 声处理器(主机)；(2)拾 音器；(3)配水、配气系统。它们的作用分别是：
1. 声处理器对拾音器采集的信号进行放大处理，获得一 个与渣平面相对应的信号分送往工业控计算机或可编程控 制器。 2. 拾音器用来采集炉渣噪声，但因其工作在高温区域，所 以必须给它增加水冷和惰性气体(氮气)保护装置。 3. 配水、气是为探头(拾音器)保护装置配水和气的系统。
声呐阵列处理技术
声呐阵列处理技术声呐阵列处理技术是一种利用多个声呐组成的阵列进行信号处理和图像重建的技术。
声呐阵列是由多个声呐组成的，每个声呐都可以发射和接收声波信号。
通过对接收到的信号进行处理，可以获取目标的位置、形状和运动等信息。
声呐阵列处理技术的原理是利用声波在介质中传播的特性。
声波在不同介质中传播速度不同，当声波遇到目标物体时会发生反射、散射和折射等现象。
利用声呐发射声波信号后，通过接收声波的反射信号，可以获取目标物体的信息。
声呐阵列处理技术的关键是对接收到的声波信号进行处理和分析。
首先，需要对接收到的信号进行去噪处理，去除掉由于传播过程中引起的噪声。
然后，利用信号处理算法对声波信号进行分析，提取出目标物体的特征信息。
最后，通过图像重建算法，将提取出的特征信息转化为可视化的图像。
声呐阵列处理技术在海洋勘探、水下目标检测和定位等领域具有广泛的应用。
在海洋勘探中，利用声波信号可以获取海底地形图，帮助寻找海洋资源和沉船等遗迹。
在水下目标检测和定位中，声呐阵列可以用于探测和定位潜艇、鱼群等水下目标，具有重要的军事和科研价值。
声呐阵列处理技术的发展离不开信号处理和图像重建算法的进步。
随着计算机技术和算法的不断发展，声呐阵列处理技术在实时性、精度和可靠性等方面都得到了提升。
目前，已经出现了很多基于声呐阵列的高分辨率成像系统，可以实现对目标物体的精确探测和定位。
除了在海洋领域，声呐阵列处理技术还可以应用于医学影像和工业检测等领域。
在医学影像中，声呐阵列可以用于超声诊断，帮助医生观察人体内部的器官和组织。
在工业检测中，声呐阵列可以用于检测管道的泄漏和缺陷等问题，提高工业安全和生产效率。
总的来说，声呐阵列处理技术是一种利用多个声呐进行信号处理和图像重建的技术。
它在海洋勘探、水下目标检测和定位、医学影像和工业检测等领域具有重要的应用价值。
随着技术的不断进步，声呐阵列处理技术将会在更多领域发挥重要作用。
声呐三维重建原理
声呐三维重建原理
声纳三维重建的原理主要基于声纳测深和定位技术。
具体来说，它包括以下几个步骤：
1. 数据采集：通过在水下部署声纳设备，发射声波并接收反射回来的回声信号。
这些信号包含了水下物体的深度、距离等信息。
2. 数据处理：将收集到的数据进行处理，包括噪声消除、信号增强等操作，以提高数据的质量和准确性。
3. 数据解析：根据声波在水中传播的速度，以及其反射和折射的特性，解析出物体的大小、形状、位置等信息。
4. 三维重建：利用解析出的信息，构建出物体的三维模型。
这一步通常需要使用专门的软件，如CAD软件，进行建模和渲染。
5. 结果输出：将重建的三维模型输出，可以用于进一步的研究、分析，或者制作成可视化的图像和视频。
需要注意的是，声纳三维重建的准确性和精度受到许多因素的影响，包括声波的频率、发射和接收设备的性能、环境条件等。
因此，在实际应用中，需要根据具体的需求和条件进行调整和优化。
炼钢中的造氧化渣工艺
炼钢中的造氧化渣工艺目前的炼钢渣主要有氧化渣和还原渣两种，为了强化去磷和去硫过程，两者均为碱性渣，不同的是，它们对渣中（FeO）的含量要求不同。
LD转炉的炉渣均为氧化渣。
造氧化渣的主要目的是为了去除钢中的磷，并通过氧化渣向熔池传氧。
造氧化渣就是要使熔渣具有适于脱磷反应的理化性质，同时精心控制造渣过程，以充分去除钢中的磷，并减少对炉衬的侵蚀。
炼钢过程对氧化渣的要求是：较高的碱度、较强的氧化性、适量的渣量、良好的流动性及适当的泡沫化。
1、碱度的控制。
碱度是炉渣酸碱性的衡量指标，是有效去磷的必须条件，常用二元碱度表示，即R=ω（CaO）/ω（SiO2）。
理论研究表明，渣中（∑FeO）含量相同的条件下，R=1.87时其活度最大，炉渣氧化性最强。
LD转炉炼钢中，通常碱度控制在2.4～2.8的范围内；对于含磷较高或冶炼低硫钢种的情况，碱度则控制在3.0以上。
2、渣中的（∑FeO）含量。
渣中（∑FeO）含量的高低，标志着炉渣氧化性的强弱及去磷能力的大小。
碱度一定时，炉渣的氧化性随着渣中（∑FeO）含量的增加而增强。
但过高的（∑FeO）含量使得炉渣过稀易产生喷溅，同时会加速炉衬的侵蚀及铁的损耗。
生产中通常将渣中（∑FeO）含量控制在10%～20%之间，有时高达30%，但要求终渣中的（∑FeO）在满足石灰完全溶解的条件下尽量低。
3、渣量的控制。
其他条件不变的情况下，增大渣量可增加冶炼过程中的去磷量。
但增大渣量会增加造渣材料的消耗和铁损，还会给冶炼带来诸多不便，如喷溅、粘枪等。
因此，生产中控制渣量的原则是，在保证完成脱磷、脱硫条件下，采用最小渣量操作。
LD转炉一般情况下适宜的渣量约为钢液量的10%～12%。
4、炉渣的流动性。
对于去磷、去硫这些双相界面反应来说，物质的扩散是限制性环节，保证熔渣具有良好的流动性十分重要。
影响炉渣流动性的主要因素是温度和成分。
但去磷反应是放热反应，不希望温度太高，因此生产中应适当增加渣中（FeO）和（CaF2）等稀渣成分的含量，使碱性氧化渣在温度不高的情况下也具有良好的流动性。
桩底溶洞声呐探测技术
桩底溶洞声呐探测技术
桩底溶洞声呐探测技术
原理:
声呐探测法是在桩底泥浆中利用声呐探测设备发射声呐弹性波，当声呐遇到桩基底部一定范围内的溶洞、溶蚀裂隙、软弱夹层等不良地质体时，会产生声呐回波，接收回波并根据回波特性可以分析桩底的不良地质体的情况，是一种最新水下物探方法。
用途:
桩底溶洞声呐探测仪是一种探测不良地质体的水中物探方法，可用于岩溶、软弱夹层、裂隙带的探测，评价嵌岩桩桩基持力层完整性可靠，是解决建筑物桩基围岩岩溶探测难、探测成本高两大难题的有效途径。
根据《岩土工程勘察规范》，当在施工勘察阶段采用大直径嵌岩桩时，应对桩位进行专门的桩基勘察，勘察点应逐桩布置，勘探的深度应不小于桩底以下桩径的3倍并不小于5米。
目前，工程上一般采用一桩一孔或一桩多孔钻探方式进行桩位勘察，一桩一孔钻探往往会遗漏孔旁的岩溶，一桩多孔钻探勘察成本高、工期长。
声呐测法具有明显的技术和经济优势，它具有易解释、精度高、异常明显、分辨能力强、工期短、仪器设备投资少、探测费用低等优点。
仪器主要参数：
1、大功率高频水声发射震源；
2、24位A/D采样精度；
3、四通道同步硬件采集；
4、四个高频水声传感器；
5、探测深度：0~15米；
探测仪主机、探头及线架
6、探测精度：≥5cm；
7、高精度三维探测姿态传感器；
8、军工级元器件，4G固态电子盘存贮器
9、彩屏显示，8寸800×640液晶屏、触摸屏控制
10、直流12伏电池供电
11、主机体积：210×180×60mm 重量：2.5kg. 探测分析结果。
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殊镇静钢，镇静钢可不标符号，即Z和TZ都可不标。例如
Q235-AF表示A级沸腾钢。
•
③专门用途的碳素钢，例如桥梁钢、船用钢等，基本
上采用碳素结构钢的表示方法，但在钢号最后附加表示用
途的字母。
钢的性能
碳素结构钢一般情况下都不经热处理，而 在供应状态下直接使用。
通常Q195、Q215、Q235钢碳的质量分 数低，焊接性能好，塑性、韧性好，有一定 强度，常轧制成薄板、钢筋、焊接钢管等， 用于桥梁、建筑等结构和制造普通铆钉、螺 钉、螺母等零件。
声纳化渣技术的基本原理
这是采用声音强度 测量化渣状况的一种 方法。在氧气转炉炼 钢过程中，高速氧流 冲击熔池发出噪音， 噪音强度大小取决于 炉渣液面的高度。渣
面与音强成反比。 如果化渣好，
渣层厚，则炉渣的消 音能力强，炉内发出 的音声水平低。所以 可以通过检测音强值 变化，了解化渣的好
坏。
系统组成及作用
声纳检测系统图
（2）图像定性分析：开吹2分钟图像标准化后，操作者可以通过屏 幕图像中曲 线的位置和走向，来判断当前炉渣的情况，并及时采取措
施。 通常有下面三种情况：
①曲线在下部平稳向上发展。说明基本枪位是正确的无须变更操作 现状。
②曲线在中下部向水平方向发展。说明C-O反应激烈，渣中∑（FeO） 含量较低。此时枪位可稍提高些；如温度较高，可加些氧化铁皮降温；
如有喷溅趋向，则加少量石灰抑制。
③曲线位置较低或向下发展。说明枪位偏低，应逐渐提高枪位，做 到曲线慢慢上行，使操作正常。
应用效果
应用声纳化渣技术，为转炉造渣 提供了基本模式，改变了以往紧凭肉 眼看火的经验操作法，大大减小了喷 溅和返干的发生，喷溅和返干预警命 中率分别大于85%和90%，使金属吹 损和渣料消耗降低通过对取声装置的 改造，大大提高了设备运行完好率与 检测精度。
碳素结构钢
碳素结构钢包括： (a) Q195； (b)Q215(A、B） (c) Q235(A、B、C)； (d) Q255(A、B)； (e) Q275。
钢的牌号
钢的牌号简称钢号，是对每一种具 体钢产品所取的名称，是人们了解钢 产品牌号表 示方法》（GB221-79）中规定，采 用汉语拼音字母、化学元素符号和阿 拉伯数字相结合的方法表示。
碳素结构钢
•
①由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。它
的钢号冠以“Q”，代表钢材的屈服点，后面的数字表示屈
服点数值，单位是MPa例如Q235表示屈服点（σs）为
235MPa的碳素结构钢。
•
②必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的
符号。质量等级符号分别为A、B、C、D。脱氧方法符号：
F表示沸腾钢；b表示半镇静钢：Z表示镇静钢；TZ表示特
Q255和Q275钢碳的质量分数稍高，强 度较高，塑性、韧性较好，可进行焊接，通 常轧制成型钢、条钢和钢板作结构件以及制 造简单机械的连杆、齿轮、联轴节、销等零 件。
氧气转炉吹炼过程中噪声的来源
分析氧气转炉吹炼情况，可知有三种噪声与 吹炼有关：
①超音速氧气流股的气体动力学噪声及其 冲击铁液、渣液和固相颗粒时的噪声；
②一氧化碳气泡破裂和溢出的气流噪声； ③金属熔池和渣液与炉壁摩擦的噪声。 在实际检测过程中，只要泡沫渣能保持正 常状态，噪声强度最低时恰恰是碳氧反应最剧 烈、熔池运动最活跃的时候。由此可以推断， 超音速氧气流股是产生吹炼噪声的最主要的噪 声源。
声纳化渣监控技术
目前，在较多的钢铁厂中已装 备了各种炉料的称量系统、氧气 及温度等检测装置，但对转炉炼 钢过程本身的检测系统至今仍属 空白。操作者在很大程度上仍然 耳闻目测靠经验来炼钢。因此， 研制一种能正确检测炉内情况的 技术一定会受到炼钢厂的欢迎。
随着计算机技术突飞猛进的 发展，在国内外先进经验和教训 的基础上，转炉声纳微机监控造 渣技术的研究，终于取得了突破 性的进展，获得了满意的结果。
系统由三部分组成，分别是(1) 声处理器(主机)；(2)拾 音器；(3)配水、配气系统。它们的作用分别是：
1.声处理器对拾音器采集的信号进行放大处理，获得一 个与渣平面相对应的信号分送往工业控计算机或可编程控 制器。 2.拾音器用来采集炉渣噪声，但因其工作在高温区域，所 以必须给它增加水冷和惰性气体(氮气)保护装置。 3.配水、气是为探头(拾音器)保护装置配水和气的系统。