[發明專利]一種基于圖像處理的鐵水扒渣檢測與控制系統及其方法

有效

• 申請號: 201510632206.0
• 申請日: 2015-09-29
• 公開（公告）號: CN105353654B
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 鄒賢珍;田立;田陸
• 申請（專利權）人: 田陸
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 李陽;于潔

本發明公開了一種基于圖像處理的鐵水扒渣檢測與控制系統，包括：鐵水包，鐵水包中盛有鐵水與渣；渣盆，設置于鐵水包旁，渣盆用于盛放渣；扒渣機，設置于鐵水包的一側；攝像頭，連接至處理機；顯示器，連接至處理機，顯示器設置于操作工處，用于反映鐵水液面的扒渣狀態；處理機，用于獲取攝像頭采集的圖像信息，對圖像信息進行分析與處理，并在顯示器上輸出；處理機還用于訪問扒渣標準數據庫；本發明還公開了一種基于圖像處理的鐵水扒渣檢測與控制方法，本發明通過使用實時監控扒渣過程并根據扒渣標準數據庫在線判定扒渣等級是否達到預期目標等級的技術手段，避免使用人工判定，因此不會誤判扒渣等級。

技術領域

本發明涉及鋼鐵冶金領域，特別地，涉及一種基于圖像處理的鐵水扒渣檢測與控制系統及其方法。

背景技術

隨著現代化工業生產的發展，對鋼材品質的要求不斷提高，即對鋼水的純凈度要求就越來越高。鐵水預處理技術是提高鐵水純凈度的重要手段，已經成為鋼鐵冶金優化工藝流程的主要組成部分，扒渣則是將脫硫后的鐵水包中大量的高硫渣去除，以免煉鋼時造成回硫，是控制入爐硫總量的關鍵環節。

現有技術中的脫硫方法是脫硫操作工用肉眼觀察鐵水包，并根據經驗評判扒渣等級進行扒渣。然而，由于作業環境惡劣，強光、濃煙以及操作工注意力等不穩定因素容易導致誤判。

針對現有技術中作業環境惡劣等不穩定因素導致誤判扒渣等級的問題，目前尚未有有效的解決方案。

發明內容

針對現有技術中作業環境惡劣等不穩定因素導致誤判扒渣等級的問題，本發明的目的在于提出一種基于圖像處理的鐵水扒渣檢測與控制系統及其方法，能夠對鐵水扒渣過程實時監控并判定扒渣等級，避免了人工判定帶來的誤判扒渣等級。

基于上述目的，本發明提供的技術方案如下：

根據本發明的一個方面，提供了一種基于圖像處理的鐵水扒渣檢測與控制系統。

根據本發明提供的基于圖像處理的鐵水扒渣檢測與控制系統包括：

鐵水包，鐵水包中盛有鐵水與渣；

渣盆，渣盆設置于鐵水包旁，渣盆用于盛放渣；

扒渣機，扒渣機設置于鐵水包所傾斜的一側，扒渣機用于在鐵水包中扒渣；

攝像頭，攝像頭連接至處理機，攝像頭設置于正對鐵水包的鐵水液面，用于獲取鐵水液面的扒渣狀態；

顯示器，顯示器連接至處理機，顯示器設置于操作工處，用于反映鐵水液面的扒渣狀態；

處理機，處理機用于獲取攝像頭采集的圖像信息，對圖像信息進行分析與處理，并在顯示器上輸出；處理機還用于訪問扒渣標準數據庫，為當前鐵水定出當前渣量等級，并將當前渣量等級與預先指定的渣量等級閾值進行比較。

其中，攝像頭采集的圖像信息包括鐵水與渣的分布信息、以及圖像灰度信息；處理機對圖像信息進行分析，為根據鐵水與渣的分布信息對有效分析區域進行閾值分割，并根據有效分析區域內的圖像灰度信息進一步識別出鐵水和渣。

并且，處理機還根據圖像灰度信息與鐵水和渣的識別結果，計算出渣灰度、鐵水灰度、渣所占像素數、鐵水和渣共占像素數，并根據渣灰度、鐵水灰度、渣所占像素數、鐵水和渣共占像素數計算出渣厚度、渣覆蓋面積與渣覆蓋比率信息。

同時，進行圖像處理的方法包括以下至少之一：染色、折線覆蓋。

同時，操作工根據觀察到的鐵水與渣的分布情況判斷使用自動或手動方式進行扒渣操作。

并且，扒渣機包括氮氣管；操作工以手動方式進行扒渣操作，為操作工在圖像處理輸出的10秒后提氮氣管并以手動方式進行扒渣操作；操作工以自動方式進行扒渣操作，為操作工在圖像處理輸出后不提氮氣管并以自動方式進行扒渣操作。