權(quán)利要求書： 1.一種回轉(zhuǎn)窯軸中心線在線動態(tài)檢測方法，其特征在于：包括以下步驟：S1、布置反射器(2)與激光跟蹤儀(1)：在回轉(zhuǎn)窯筒體(3)表面頂部母線沿直線方向布置多個反射器，在回轉(zhuǎn)窯窯頭與回轉(zhuǎn)窯軸中心線正上方的空間位置布置激光跟蹤儀；

以靠近窯頭的第一個反射器為初始測量點，取窯頭與第i個反射器坐標(biāo)信息，并經(jīng)過三角函數(shù)關(guān)系計算回轉(zhuǎn)窯軸中心線與水平面的夾角夾角 的計算公式為：

其中，H1為激光跟蹤儀與第一反射器在Z軸方向的距離、L1為激光跟蹤儀與第一反射器在Y軸方向的距離，i表示第i個反射器的測量點；

S2、建立坐標(biāo)系：

1)以激光跟蹤儀的中心坐標(biāo)建立三維空間第一坐標(biāo)系(X，Y，Z)，則中心點為坐標(biāo)0(0，

0，0)，第一坐標(biāo)系的XOY平面與水平面平行，Z軸方向與回轉(zhuǎn)窯軸中心線垂直；

2)以回轉(zhuǎn)窯筒體表面的初始測量點所在截面圓的圓心建立三維空間第二坐標(biāo)系(X＇，Y＇，Z＇)，則中心點為坐標(biāo)O＇(X＇，Y＇，Z＇)，第二坐標(biāo)系X＇0＇Y＇平面與水平面夾角為 Y＇軸方向與軸中心線重合；

3)結(jié)合步驟S1所測激光跟蹤儀距離初始測量點在Z軸方向距離H1、Y軸方向距離L1與回轉(zhuǎn)窯設(shè)計筒體半徑R，則第二坐標(biāo)系中心點O＇相對第一坐標(biāo)系中心點O在Y軸方向距離為在Z軸方向距離為 則第二坐標(biāo)系通過以下公式轉(zhuǎn)換得到：S3、測量點數(shù)據(jù)采集：通過檢測系統(tǒng)控制激光跟蹤儀開始或結(jié)束對反射器隨回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)動時的不間斷取點測量，并得到多組測量點在第一坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)；

S4、計算各測量點所在截面圓的圓心坐標(biāo)：結(jié)合步驟S1中各反射器相對于第一個反射器在Z軸方向距離H1、在Y軸方向的距離Li，得到各測量點在第二坐標(biāo)系中數(shù)據(jù){Pij}＝(X＇ij，Y＇ij，Z＇ij)；

S5、計算回轉(zhuǎn)窯軸中心線偏移量：結(jié)合步驟S3中各測量點所在截面圓的圓心坐標(biāo)，將回轉(zhuǎn)窯軸中心線的三維空間動態(tài)模型數(shù)據(jù)與原始設(shè)計圖紙進行比對，從而得到回轉(zhuǎn)窯在運行過程中回轉(zhuǎn)窯軸中心線的偏移情況，為后續(xù)調(diào)窯以及回轉(zhuǎn)窯的健康狀態(tài)監(jiān)測提供理論依據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)窯軸中心線在線動態(tài)檢測方法，其特征在于：所述步驟S1中，激光跟蹤儀可布置于回轉(zhuǎn)窯周圍任何空間位置，反射器可布置于筒體表面任何位置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)窯軸中心線在線動態(tài)檢測方法，其特征在于：所述步驟S2中，反射器通過磁性聯(lián)接裝置固定在回轉(zhuǎn)窯筒體表面上，通過坐標(biāo)系變化建立動態(tài)可視化的回轉(zhuǎn)窯軸中心線的三維空間信息。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)窯軸中心線在線動態(tài)檢測方法，其特征在于：所述步驟S3中，激光跟蹤儀能動態(tài)地跟蹤一個在空間中運動的點，并同時確定與記錄目標(biāo)點的實時空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)信息。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)窯軸中心線在線動態(tài)檢測方法，其特征在于：所述步驟S4中，可選取多個點坐標(biāo)數(shù)據(jù)擬合求得測點所在截面圓的圓心坐標(biāo)信息。

說明書： 一種回轉(zhuǎn)窯軸中心線在線動態(tài)檢測方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明屬于水泥生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種回轉(zhuǎn)窯軸中心線在線動態(tài)檢測方法。

背景技術(shù)[0002] 回轉(zhuǎn)窯不僅是水泥生產(chǎn)過程中的重要設(shè)備，更是水泥企業(yè)的心臟，回轉(zhuǎn)窯運行狀態(tài)的正常與否直接影響到整個生產(chǎn)線的運行效率及產(chǎn)品質(zhì)量。當(dāng)回轉(zhuǎn)窯運行軸中心線不直

時，會使筒體產(chǎn)生周期性彎曲和塑性變形。當(dāng)回轉(zhuǎn)窯在運行軸中心線偏移過大時，會使得各

部位受力不均，各運動部件磨損加劇、壽命縮短，從而引發(fā)托輪軸折斷、軸瓦溫度過高、軸承

座振動超標(biāo)、輪帶和托輪工作表面磨損嚴(yán)重等一系列機械故障，甚至引起筒體斷裂等重大

事故。因此，通過檢測回轉(zhuǎn)窯運行軸中心線來掌握回轉(zhuǎn)窯的運行狀況便顯得尤為重要，當(dāng)軸

中線偏移達到一定的程度時能及時做出科學(xué)有效的調(diào)整依據(jù)，避免帶來巨大的經(jīng)濟損失，

保證回轉(zhuǎn)窯能夠長期安全正常的運行。

[0003] 目前，常規(guī)檢測方法分為內(nèi)部測量法和外部測量法。內(nèi)部測量法是在停窯靜止?fàn)顟B(tài)下，直接測量內(nèi)壁的中心，通過不同測量點得到回轉(zhuǎn)窯的軸中心線，但是此種檢測方法得

到的結(jié)果只是靜態(tài)下的數(shù)據(jù)，當(dāng)回轉(zhuǎn)窯正常運轉(zhuǎn)后，在高溫和物料的負荷作用下，窯筒體軸

中心線必然發(fā)生變化，那么通過靜態(tài)測量的數(shù)據(jù)就無法真實反映窯軸中心線在動態(tài)運轉(zhuǎn)過

程中的情況。外部測量法是通過測量輪帶、托輪直徑、輪帶與筒體間隙等相關(guān)尺寸間接計算

回轉(zhuǎn)窯運行軸中心線，屬于間接測量，各部件測量都有誤差，因此總體測量精度不高。如何

在回轉(zhuǎn)窯正常運轉(zhuǎn)下，在線對回轉(zhuǎn)窯軸中心線進行高精度科學(xué)有效的檢測，如發(fā)現(xiàn)存在較

大偏差，及時通過動態(tài)檢測分析的數(shù)據(jù)采取科學(xué)有效調(diào)整，成了水泥生產(chǎn)企業(yè)實現(xiàn)回轉(zhuǎn)窯

狀態(tài)檢測與長期安全運維的重要難題。

發(fā)明內(nèi)容[0004] 本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種無需停產(chǎn)，檢測精度高的回轉(zhuǎn)窯軸中心線在線動態(tài)檢測方法，通過設(shè)置激光跟蹤儀與反射器，建立科學(xué)可靠的三維空間測量體系和

測量基準(zhǔn)，通過坐標(biāo)系的變換，能夠動態(tài)可視化的將回轉(zhuǎn)窯軸中心線的三維信息展示出來，

使相關(guān)人員能夠方便的觀看與了解回轉(zhuǎn)窯在運行過程中軸中心線的偏移情況，此測量方法

的測量精度高；采取非接觸式自動遙測與計算，同時綜合考慮了回轉(zhuǎn)窯基礎(chǔ)振動等因素對

測量精度的影響，更加貼近實際生產(chǎn)，為后續(xù)調(diào)窯以及回轉(zhuǎn)窯的健康狀態(tài)監(jiān)測提供理論依

據(jù)。

[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是：一種回轉(zhuǎn)窯軸中心線在線動態(tài)檢測方法，包括以下步驟：

[0006] S1、布置反射器與激光跟蹤儀：[0007] 在回轉(zhuǎn)窯筒體表面頂部母線沿直線方向布置多個反射器，在回轉(zhuǎn)窯窯頭與回轉(zhuǎn)窯軸中心線正上方的空間位置布置激光跟蹤儀；

[0008] 以靠近窯頭的第一個反射器為初始測量點，取窯頭與第i個反射器坐標(biāo)信息，并經(jīng)過三角函數(shù)關(guān)系計算回轉(zhuǎn)窯軸中心線與水平面的夾角

[0009] 夾角 的計算公式為：[0010][0011] 其中，H1為激光跟蹤儀與第一反射器在Z軸方向的距離、L1為激光跟蹤儀與第一反射器在Y軸方向的距離，i表示第i個反射器的測量點；

[0012] S2、建立坐標(biāo)系：[0013] 1)以激光跟蹤儀的中心坐標(biāo)建立三維空間第一坐標(biāo)系(X，Y，Z)，則中心點為坐標(biāo)0(0，0，0)，第一坐標(biāo)系的XOY平面與水平面平行，Z軸方向與回轉(zhuǎn)窯軸中心線垂直；

[0014] 2)以回轉(zhuǎn)窯筒體表面的初始測量點所在截面圓的圓心建立三維空間第二坐標(biāo)系(X＇，Y＇，Z＇)，則中心點為坐標(biāo)O＇(X＇，Y＇，Z＇)，第二坐標(biāo)系X＇0＇Y＇平面與水平面夾角為 Y＇

軸方向與軸中心線重合；

[0015] 3)結(jié)合步驟S1所測激光跟蹤儀距離初始測量點在Z軸方向距離H1、Y軸方向距離L1與回轉(zhuǎn)窯設(shè)計筒體半徑R，則第二坐標(biāo)系中心點O＇相對第一坐標(biāo)系中心點O在Y軸方向距離

為 在Z軸方向距離為 則第二坐標(biāo)系通過以下公式轉(zhuǎn)換得到；

[0016][0017] S3、測量點數(shù)據(jù)采集：通過檢測系統(tǒng)控制激光跟蹤儀開始或結(jié)束對反射器隨回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)動時的不間斷取點測量，并得到多組測量點在第一坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)；

[0018] S4、計算各測量點所在截面圓的圓心坐標(biāo)：結(jié)合步驟S1中各反射器相對于第一個反射器在Z軸方向距離H1、在Y軸方向的距離Li，得到各測量點在第二坐標(biāo)系中數(shù)據(jù){Pij}＝

(X＇ij，Y＇ij，Z＇ij)；

[0019] S5、計算回轉(zhuǎn)窯軸中心線偏移量：結(jié)合步驟S3中各測量點所在截面圓的圓心坐標(biāo)，將回轉(zhuǎn)窯軸中心線的三維空間動態(tài)模型數(shù)據(jù)與原始設(shè)計圖紙進行比對，從而得到回轉(zhuǎn)窯在

運行過程中回轉(zhuǎn)窯軸中心線的偏移情況，為后續(xù)調(diào)窯以及回轉(zhuǎn)窯的健康狀態(tài)監(jiān)測提供理論

依據(jù)。

[0020] 本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用的進一步技術(shù)方案是：[0021] 進一步地說，所述步驟S1中，激光跟蹤儀可布置于回轉(zhuǎn)窯周圍任何空間位置，反射器可布置于筒體表面任何位置。

[0022] 進一步地說，所述步驟S2中，反射器通過磁性聯(lián)接裝置固定在回轉(zhuǎn)窯筒體表面上，通過坐標(biāo)系變化建立動態(tài)可視化的回轉(zhuǎn)窯軸中心線的三維空間信息。

[0023] 進一步地說，所述步驟S3中，激光跟蹤儀能動態(tài)地跟蹤一個在空間中運動的點，并同時確定與記錄目標(biāo)點的實時空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)信息。

[0024] 進一步地說，所述步驟S4中，可選取多個點坐標(biāo)數(shù)據(jù)擬合求得測點所在截面圓的圓心坐標(biāo)信息。

[0025] 本發(fā)明的有益效果：[0026] 1、相對與傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)窯內(nèi)部測量方法，其不必人工停窯接觸檢測，能夠在線動態(tài)非接觸檢測回轉(zhuǎn)窯的軸中心線偏移情況，省時省力；

[0027] 2、相對與傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)窯外部測量方法，通過激光跟蹤儀與反射器，建立科學(xué)可靠的測量基準(zhǔn)，測量精度高；

[0028] 3、測量器激光跟蹤儀可在回轉(zhuǎn)窯周圍任意空間位置放置，測量距離遠且范圍廣，可實現(xiàn)一臺激光跟蹤儀遠距離遙測多個測量點，避免近距離測量與運行的回轉(zhuǎn)窯所產(chǎn)生的

強烈振動而造成檢測誤差疊加與測量結(jié)果不準(zhǔn)確。

附圖說明[0029] 圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)主視圖與坐標(biāo)系建立示意圖；[0030] 圖2為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)左視圖；[0031] 圖3為本發(fā)明第一坐標(biāo)系與第二坐標(biāo)系的中心點空間位置計算示意圖；[0032] 圖4為本發(fā)明回轉(zhuǎn)窯筒體截面圓圓心測量與計算示意圖。具體實施方式[0033] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。

[0034] 實施例：一種回轉(zhuǎn)窯軸中心線在線動態(tài)檢測方法，包括以下步驟：[0035] S1、布置反射器2與激光跟蹤儀1，如圖1和圖2所示：[0036] 以回轉(zhuǎn)窯三個窯墩基礎(chǔ)的橫中心線為參考基準(zhǔn)，在回轉(zhuǎn)窯筒體3表面頂部母線沿直線方向布置多個反射器，軸中心線與窯墩基礎(chǔ)的橫中心線所構(gòu)成的平面與水平面垂直，

在回轉(zhuǎn)窯窯頭與回轉(zhuǎn)窯軸中心線正上方的空間位置布置激光跟蹤儀；

[0037] 以靠近窯頭的第一個反射器為初始測量點，取窯頭與第i個反射器坐標(biāo)信息，并經(jīng)過三角函數(shù)關(guān)系計算回轉(zhuǎn)窯軸中心線與水平面的夾角

[0038] 夾角 的計算公式為：[0039][0040] 其中，H1為激光跟蹤儀與第一反射器在Z軸方向的距離、L1為激光跟蹤儀與第一反射器在Y軸方向的距離，i表示第i個反射器的測量點；

[0041] S2、建立坐標(biāo)系：[0042] 1)以激光跟蹤儀的中心坐標(biāo)建立三維空間第一坐標(biāo)系(X，Y，Z)，則中心點為坐標(biāo)0(0，0，0)，第一坐標(biāo)系的XOY平面與水平面平行，Z軸方向與回轉(zhuǎn)窯軸中心線垂直；

[0043] 2)以回轉(zhuǎn)窯筒體表面的初始測量點(靠近窯頭的第一個反射器)所在截面圓的圓心建立三維空間第二坐標(biāo)系(X＇，Y＇，Z＇)，則中心點為坐標(biāo)O＇(X＇，Y＇，Z＇)，第二坐標(biāo)系X＇0＇

Y＇平面與水平面夾角為 Y＇軸方向與軸中心線重合；

[0044] 3)結(jié)合步驟S1所測激光跟蹤儀距離初始測量點在Z軸方向距離H1、Y軸方向距離L1與回轉(zhuǎn)窯設(shè)計筒體半徑R，如圖3所示，則第二坐標(biāo)系中心點O＇相對第一坐標(biāo)系中心點O在Y

軸方向距離為 在Z軸方向距離為 則第二坐標(biāo)系通過以下公式

轉(zhuǎn)換得到；

[0045][0046] S3、測量點數(shù)據(jù)采集：通過檢測系統(tǒng)控制激光跟蹤儀開始或結(jié)束對反射器隨回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)動時的不間斷取點測量，并得到多組測量點在第一坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)；

[0047] S4、計算各測量點所在截面圓的圓心坐標(biāo)：結(jié)合步驟S1中各反射器相對于第一個反射器在Z軸方向距離H1、在Y軸方向的距離Li，通過檢測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)過濾，除去在Y軸方向各

測點之間距離偏差過大點的數(shù)據(jù)，得到各測量點在第二坐標(biāo)系中數(shù)據(jù){Pij}＝(X＇ij，Y＇ij，

Z＇ij，i表示第i個測量點，j表示第j次測量，i與j為大于3的自然數(shù)；

[0048] S5、計算回轉(zhuǎn)窯軸中心線偏移量：結(jié)合步驟S3中各測量點所在截面圓的圓心坐標(biāo)，將回轉(zhuǎn)窯軸中心線的三維空間動態(tài)模型數(shù)據(jù)與原始設(shè)計圖紙進行比對，從而得到回轉(zhuǎn)窯在

運行過程中回轉(zhuǎn)窯軸中心線的偏移情況，為后續(xù)調(diào)窯以及回轉(zhuǎn)窯的健康狀態(tài)監(jiān)測提供理論

依據(jù)。

[0049] 所述步驟S1中，激光跟蹤儀可布置于回轉(zhuǎn)窯周圍任何空間位置，優(yōu)選布置于回轉(zhuǎn)窯窯頭與軸中線正上方，反射器可布置于筒體表面任何位置，優(yōu)選在回轉(zhuǎn)窯筒體表面頂部

母線沿直線方向布置。

[0050] 所述步驟S2中，反射器通過磁性聯(lián)接裝置固定在回轉(zhuǎn)窯筒體表面上，通過坐標(biāo)系變化建立動態(tài)可視化的回轉(zhuǎn)窯軸中心線的三維空間信息。

[0051] 所述步驟S3中，激光跟蹤儀能動態(tài)地跟蹤一個在空間中運動的點，并同時確定與記錄目標(biāo)點的實時空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)信息。所述步驟S3中，激光跟蹤儀跟蹤頭發(fā)出的激光射到

回轉(zhuǎn)窯筒體表面的反射器上，又返回到跟蹤頭，當(dāng)目標(biāo)移動時，跟蹤頭調(diào)整光束方向來對準(zhǔn)

目標(biāo)，以此動態(tài)地跟蹤一個在空間中運動的點，并同時確定與記錄目標(biāo)點的實時空間坐標(biāo)

數(shù)據(jù)。

[0052] 所述步驟S4中，可選取多個點坐標(biāo)數(shù)據(jù)擬合求得測點所在截面圓的圓心坐標(biāo)信息。在同一個測量位置至少最優(yōu)選取三個點坐標(biāo)擬合出測量點所在截面圓圓心坐標(biāo){Pi}＝

(X＇i，Y＇i，Z＇i)與測量點所在截面圓的半徑R＇i,例如選取三個點坐標(biāo)，其中一點相對于其余

兩點在筒體表面沿軸中心線旋轉(zhuǎn)90°，如圖4所示，各點間的旋轉(zhuǎn)角度可通過測量間隔時間

與回轉(zhuǎn)窯的轉(zhuǎn)速求得。

[0053] 以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均

同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。