[發(fā)明專利]基于圖像識別技術(shù)的高溫熔渣流量測量裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810940966.1
• 申請日: 2018-08-17
• 公開（公告）號: CN109190618B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王宏;王充;朱恂;廖強(qiáng);丁玉棟;陳蓉;張彪;何雪豐
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: G06K9/32
• 分類號: G06K9/32;G06K9/46;G06T7/136
• 代理公司: 重慶市諾興專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50239
• 代理人: 盧玲

本發(fā)明公開了基于圖像識別技術(shù)的高溫熔渣流量測量裝置及方法；一種基于圖像識別技術(shù)的高溫熔渣流量測量裝置，包括中間緩存裝置和粒化倉體；中間緩存裝置中的熔渣通過出渣口流動(dòng)至粒化器，并在出渣口與粒化器之間形成高溫熔渣液柱；其特征在于：在粒化倉體內(nèi)設(shè)置高速攝影儀，該高速攝影儀的攝像頭與高溫熔渣液柱對應(yīng)；高速攝影儀外布置有水冷殼套，水冷殼套內(nèi)的冷卻水由循環(huán)水泵驅(qū)動(dòng)；高速攝影儀通過數(shù)據(jù)傳輸線將高溫熔渣液柱圖像傳輸給計(jì)算機(jī)；計(jì)算機(jī)內(nèi)設(shè)置有液柱邊緣識別模塊、液柱直徑計(jì)算模塊、顏色閾值分割模塊、特征點(diǎn)位置識別模塊、特征點(diǎn)速度計(jì)算模塊和流量計(jì)算模塊；本發(fā)明可廣泛應(yīng)用在鋼鐵、冶金等領(lǐng)域中進(jìn)行高溫熔融流體流量的測量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高溫熔渣流量測量裝置及方法，具體涉及基于圖像識別技術(shù)的高溫熔渣流量測量裝置及方法。

背景技術(shù)

高爐煉鐵過程產(chǎn)生大量高溫熔渣，目前常用水淬法對其進(jìn)行處理，得到的高玻璃體含量的爐渣顆粒可用作水泥添加料，但此法產(chǎn)生了巨大能量浪費(fèi)，并產(chǎn)生水資源浪費(fèi)、環(huán)境污染等一系列問題。

為解決高溫爐渣水淬處理法的諸多弊端，多種高溫熔渣干式處理方法應(yīng)運(yùn)而生。常見的高溫熔渣干式處理方法有轉(zhuǎn)鼓法、風(fēng)淬粒化法、離心攪拌法等。熔渣離心粒化余熱回收技術(shù)是最具前景的高溫熔渣干式處理方法之一。其主要過程是：由高爐間歇排出的高溫高爐渣，進(jìn)入到中間緩存裝置中，由于重力作用，由中間緩存裝置下端出渣口連續(xù)流出，并形成高溫熔渣液柱，流至高速旋轉(zhuǎn)的粒化器，在粒化器的離心作用下發(fā)生鋪展、粒化等行為。液態(tài)熔渣粒化所得的渣粒從粒化器邊緣飛出，撞擊粒化倉體后落下，后續(xù)利用移動(dòng)床或流化床等方式對渣粒的余熱進(jìn)行回收。對于冷卻渣粒，可利用其制作水泥填料，實(shí)現(xiàn)資源化利用。

熔渣離心粒化余熱回收技術(shù)具有結(jié)構(gòu)緊湊、耗能低、形成的顆粒直徑小等優(yōu)勢，得到國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。

然而，熔渣離心粒化余熱回收技術(shù)需要保持熔渣流量穩(wěn)定，流量的不穩(wěn)定容易造成顆粒粘結(jié)、渣棉產(chǎn)生量大、余熱回收效率降低等嚴(yán)重后果。但由于目前無法對高溫熔渣流量進(jìn)行測量，進(jìn)而無法對流量進(jìn)行調(diào)控。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供基于圖像識別技術(shù)的高溫熔渣流量測量裝置及方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的第一個(gè)技術(shù)方案是：一種基于圖像識別技術(shù)的高溫熔渣流量測量裝置，包括中間緩存裝置和粒化倉體；粒化倉體內(nèi)設(shè)置有粒化器，所述中間緩存裝置下端設(shè)置出渣口，所述出渣口與粒化器相對應(yīng)，中間緩存裝置中的熔渣通過出渣口流動(dòng)至粒化器，并在出渣口與粒化器之間形成高溫熔渣液柱；其特征在于：在粒化倉體內(nèi)設(shè)置有高速攝影儀，該高速攝影儀的攝像頭與高溫熔渣液柱對應(yīng)；以拍攝高溫熔渣液柱圖像；粒化倉體內(nèi)溫度較高，為保護(hù)高速攝影儀，該高速攝影儀外布置有水冷殼套，所述水冷殼套內(nèi)的冷卻水由循環(huán)水泵驅(qū)動(dòng)。

所述高速攝影儀通過數(shù)據(jù)傳輸線將高溫熔渣液柱圖像傳輸給計(jì)算機(jī)。

所述計(jì)算機(jī)內(nèi)設(shè)置有液柱邊緣識別模塊、液柱直徑計(jì)算模塊、顏色閾值分割模塊、特征點(diǎn)位置識別模塊、特征點(diǎn)速度計(jì)算模塊和流量計(jì)算模塊。

所述液柱邊緣識別模塊用于利用邊緣識別函數(shù)對高溫熔渣液柱圖像邊緣進(jìn)行識別。

所述液柱直徑計(jì)算模塊用于在高溫熔渣液柱高度方向選取一水平面為特征截面，在特征截面所在高度處的兩條熔渣液柱邊緣的水平距離即為熔渣液柱直徑。

顏色閾值分割模塊用于根據(jù)顏色閾值分割的相關(guān)函數(shù)，將特征截面相鄰區(qū)域作為感興趣區(qū)域，再給定特征點(diǎn)的RGB值范圍，進(jìn)行顏色閾值分割，在感興趣區(qū)域內(nèi)以顏色符合該RGB值范圍的點(diǎn)作為特征點(diǎn)。

特征點(diǎn)位置識別模塊用于對特征點(diǎn)進(jìn)行逐幀識別，得到同一個(gè)特征點(diǎn)在各幀圖像上的坐標(biāo)。

特征點(diǎn)速度計(jì)算模塊用于根據(jù)幀差法，計(jì)算特征點(diǎn)的移動(dòng)速度；所述特征點(diǎn)的移動(dòng)速度即為液柱的流動(dòng)速度。