一种非接触式转炉钢水温度连续测量系统及检测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种非接触式转炉钢水温度连续测量系统及检测方法，属于冶金测量技术领域；本发明专利技术的测量系统包括炉口测温装置、图像拍摄装置、数据处理装置、数据记录装置和钢水测温装置；其中图像拍摄装置用于拍摄转炉炉口火焰图像；炉口测温装置用于对转炉炉口火焰温度进行连续测量；钢水测温装置用于对转炉内钢水温度进行间歇测量；测量方法中数据处理装置对火焰图像进行处理获得实时火焰图像特征，并根据数据记录装置记录的转炉参数与炉口火焰温度以及钢水温度参数建立关系，计算钢水温度，获得连续的钢水温度；本发明专利技术所述钢水温度是通过火焰图像、炉口测温以及钢水测温三者结合，建立相关关系以消除误差，实现对钢水温度的连续、准确的测量。

【技术实现步骤摘要】
一种非接触式转炉钢水温度连续测量系统及检测方法
本专利技术涉及冶金参数测量
，更具体地说，涉及一种非接触式转炉钢水温度连续测量系统及检测方法。
技术介绍
炼钢终点控制是转炉炼钢的关键技术之一，而由于终点钢水温度的高低对钢的质量有重要的影响，对终点钢水温度的测量成为炼钢终点控制的重要技术。目前，对转炉钢水温度的测量有两种方式，一种方式直接测量方式，主要是利用采用热电偶装置(装备主要为副枪装置、投弹装置或者是炉前测温器)，上述热电偶装置利用热电动势与温度的函数关系,制成热电偶分度表，且其将两种不同成份的导体(称为热电偶丝材或热电极)两端接合成回路，其中直接用作测量介质温度的一端叫做工作端(也称为测量端)，另一端叫做冷端(也称为补偿端)，冷端与上述热电偶分度表相连。其工作原理为：当测量物体温度时，会导致上述接合的接合点温度不同，从而在回路中就会产生电动势，即热电动势，继而可根据热电动势与温度的函数关系通过上述热电偶分度表显示所测物体的温度。但是热电偶装置自身是消耗型装置，且其只能点测，不能实现对转炉钢水温度的连续检测。另一种是人工经验看火，即通过转炉炉口火焰的亮度和形状，人工推断炼钢终点温度，但是该方式无法实现连续看火，且判断过程易受人的工作状态和经验的影响，判断结果的稳定性较差。另外难以实现温度的连续测量，以准确判断出钢时间。通过分析火焰状态与转炉内钢水冶炼状态有极大的相关性，能够直观反映钢水温度，而火焰特性与钢水温度有极大的相关性、是钢水温度的重要标志，因此可通过对转炉炉口的火焰温度的测量来获取钢水温度。如中国专利“一种转炉火焰温度检测系统和方法”(公开号：CN102634632A)，该专利公开的方案中利用图像获取模块获取炉口火焰图像，通过对炉口火焰的图像进行识别处理，获取炉口火焰的温度以供参考，进而判断转炉内钢液的温度，但是在实际现场，通过该种方式测得的炉口火焰温度与实际温度误差较大，并且通过炉口火焰温度间接对钢水温度进行测量也不够准确。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于，针对现有技术中钢水温度难以进行准确连续测量的技术问题，提供了一种非接触式转炉钢水温度连续测量系统及检测方法，对炉口火焰图像进行处理识别，结合炉口测温装置与钢水测温装置测得的参数，提高测量精度，并且实现连续测量。在传统的火焰温度测量过程中，因转炉钢水的测温是用炉前电偶或副枪在冶炼结束时测量的(点测)，无法连续获得火焰温度连续比对信息，故均存在较大的误差。本专利技术将炉口电偶设备直接测量炉口烟气温度的方式结合火焰温度信息分析，获得连续、准确的温度参数。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术的一种非接触式转炉钢水温度连续测量系统，测量系统包括炉口测温装置、图像拍摄装置、数据处理装置、数据记录装置和钢水测温装置；其中图像拍摄装置用于拍摄转炉炉口火焰图像；炉口测温装置用于对转炉炉口火焰温度进行连续测量；钢水测温装置用于对转炉内钢水温度进行间歇测量；数据处理装置对火焰图像进行处理获得实时火焰图像特征，并根据数据记录装置记录的转炉参数与炉口火焰温度以及钢水温度参数建立关系，计算钢水温度，获得连续的钢水温度。优选地，炉口测温装置、图像拍摄装置和钢水测温装置分别与数据处理装置相连，数据记录装置与数据处理装置相连。优选地，所述数据记录装置记录的转炉参数包括吹氧量和吹氧时间。优选地，数据处理装置根据数据记录装置记录的吹氧量，建立各数据的对应关系，记录钢水温度的变化。优选地，炉口测温装置对转炉炉口火焰温度进行测量，形成校验模型对数据处理装置根据火焰图像特征得到的火焰温度进行调校。优选地，钢水测温装置测量得到转炉内钢水温度，钢水温度对数据处理装置根据火焰图像特征得到的火焰温度进行判断。优选地，数据处理装置对图像进行处理，依据物体成像与物体温度存在的关系计算所述火焰图像中各个像素的温度值，并依据所述各个像素的温度值获取转炉炉口的火焰温度。优选地，数据处理装置对图像进行处理时，先将图像拍摄装置中获取的火焰图像信息转换为红绿蓝RGB三色矩阵存储模式的火焰图像信息；再对所述存储单元中保存的RGB三色矩阵存储模式的火焰图像信息对应的彩色图像进行灰度处理；然后对经过所述灰度处理后的图像进行噪声滤除；然后对经过所述噪声滤除后的图像进行图像分割。优选地，数据处理装置根据处理后获取的火焰图像，提取火焰关键特征，构建广义回归神经网络，通过构建的广义回归神经网络建立火焰状态识别模型，对火焰状态进行判断。本专利技术的一种非接触式转炉钢水温度连续测量方法，图像拍摄装置对转炉炉口火焰图像进行拍摄；炉口测温装置对转炉炉口火焰温度进行间歇测量；钢水测温装置对转炉内钢水温度进行间歇测量；数据处理装置对火焰图像进行处理获得实时火焰图像特征，并根据数据记录装置记录的转炉参数与炉口火焰温度以及钢水温度参数建立关系，计算钢水温度，获得连续的钢水温度。3.有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：(1)本专利技术的一种非接触式转炉钢水温度连续测量系统，测量系统包括炉口测温装置、图像拍摄装置、数据处理装置、数据记录装置和钢水测温装置；其中图像拍摄装置用于拍摄转炉炉口火焰图像；炉口测温装置用于对转炉炉口火焰温度进行连续测量；钢水测温装置用于对转炉内钢水温度进行间歇测量；数据处理装置对火焰图像进行处理获得实时火焰图像特征，并根据数据记录装置记录的转炉参数与炉口火焰温度以及钢水温度参数建立关系，计算钢水温度，获得连续的钢水温度；所述钢水温度是通过火焰图像、炉口测温以及钢水测温三者结合，建立相关关系以消除误差，实现对钢水温度的连续、准确的测量功能。(2)本专利技术的一种非接触式转炉钢水温度连续测量系统，炉口测温装置对转炉炉口火焰温度进行测量，形成校验模型对数据处理装置根据火焰图像特征得到的火焰温度进行调校，并且钢水测温装置测量得到转炉内钢水温度，钢水温度对数据处理装置根据火焰图像特征得到的火焰温度进行判断，炉口火焰温度以及钢水温度的间断检测可以对火焰图像特征得到的火焰温度进行有效修正，进一步提高钢水温度测量的准确性。(3)本专利技术的一种非接触式转炉钢水温度连续测量系统，数据处理装置根据数据记录装置记录的吹氧量，建立各数据的对应关系，记录钢水温度的变化；以吹氧量作为数据记录、对应的标准，相比较于现有技术中以时间作为对应标准，能克服吹炼过程变氧气流量操作，对钢水元素氧化放热过程的描述更加准确，更能反映转炉内钢液的实时情况，有利于提高钢水温度测量的准确性。(4)本专利技术的一种非接触式转炉钢水温度连续测量方法，图像拍摄装置对转炉炉口火焰图像进行拍摄；炉口测温装置对转炉炉口火焰温度进行间歇测量；钢水测温装置对转炉内钢水温度进行间歇测量；数据处理装置对火焰图像进行处理获得实时火焰图像特征，并根据数据记录装置记录的转炉参数与炉口火焰温度以及钢水温度参数建立关系，计算钢水温度，获得连续的钢水温度，实现转炉参数对测量数据的进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非接触式转炉钢水温度连续测量系统，其特征在于，测量系统(200)包括炉口测温装置(210)、图像拍摄装置(220)、数据处理装置(230)、数据记录装置(240)和钢水测温装置(250)；/n图像拍摄装置(220)用于拍摄转炉(100)炉口火焰图像；/n炉口测温装置(210)用于对转炉(100)炉口火焰温度进行连续测量；/n钢水测温装置(250)用于对转炉(100)内钢水温度进行间歇测量；/n数据处理装置(230)对火焰图像进行处理获得实时火焰图像特征，并根据数据记录装置(240)记录的转炉参数与炉口火焰温度以及钢水温度参数建立关系，计算钢水温度，获得连续的钢水温度。/n

【技术特征摘要】
1.一种非接触式转炉钢水温度连续测量系统，其特征在于，测量系统(200)包括炉口测温装置(210)、图像拍摄装置(220)、数据处理装置(230)、数据记录装置(240)和钢水测温装置(250)；
图像拍摄装置(220)用于拍摄转炉(100)炉口火焰图像；
炉口测温装置(210)用于对转炉(100)炉口火焰温度进行连续测量；
钢水测温装置(250)用于对转炉(100)内钢水温度进行间歇测量；
数据处理装置(230)对火焰图像进行处理获得实时火焰图像特征，并根据数据记录装置(240)记录的转炉参数与炉口火焰温度以及钢水温度参数建立关系，计算钢水温度，获得连续的钢水温度。


2.根据权利要求1所述的一种非接触式转炉钢水温度连续测量系统，其特征在于，炉口测温装置(210)、图像拍摄装置(220)和钢水测温装置(250)分别与数据处理装置(230)相连，数据记录装置(240)与数据处理装置(230)相连。


3.根据权利要求1所述的一种非接触式转炉钢水温度连续测量系统，其特征在于，所述数据记录装置(240)记录的转炉参数包括吹氧量和吹氧时间。


4.根据权利要求1所述的一种非接触式转炉钢水温度连续测量系统，其特征在于，数据处理装置(230)根据数据记录装置(240)记录的吹氧量，建立各数据的对应关系，记录钢水温度的变化。


5.根据权利要求1所述的一种非接触式转炉钢水温度连续测量系统，其特征在于，炉口测温装置(210)对转炉(100)炉口火焰温度进行测量，形成校验模型对数据处理装置(230)根据火焰图像特征得到的火焰温度进行调校；和/或钢水测温装置(250)测量得到转炉(100)内钢水温度，钢水温度对数据处理装置(230)根据火焰图像特征得到的火焰温度进行判断。


6.根据权利要求1所述的一种非接触式转炉钢水温度连续测量系统，其特征在于，火焰的特征信号包括火焰颜色平均值、火焰颜色最高值、火焰形状圆形度、边界粗糙度和纹理特征；
计算方式为：
火焰颜色平均值：



火焰颜色最大值：



其中：N代表颜色分量的个数，K代表超过阈值的颜色分量的个数。m分布代表颜色R、B、G。
圆形度:表示物体边缘与圆的相似程度，是一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：占小立，
申请(专利权)人：南京宝希智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32