[發(fā)明專利]在線檢測氯化氫合成爐氯氫配比的方法、系統(tǒng)及存儲介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910299333.1
• 申請日: 2019-04-15
• 公開（公告）號: CN110057820B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭輝;付雷;李雯;方知涵
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G06T5/00;G06T5/40;G06T7/00;G06T7/136;G06T7/155;G06T7/62;G06T7/66
• 代理公司: 長沙正奇專利事務(wù)所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強;王娟

本發(fā)明公開了一種在線檢測氯化氫合成爐氯氫配比的方法、系統(tǒng)及存儲介質(zhì)，針對難以實現(xiàn)氯化氫合成爐中氯氫配比自動識別的問題，本方法利用攝像機采集氯化氫合成爐觀察孔的圖像，并對圖像進行統(tǒng)計分析，提取火焰的顏色特征和形狀特征來確定火焰的燃燒狀態(tài)，最后結(jié)合歷史樣本庫，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行多特征融合，快速確定氯化氫合成爐中當前的氯氫配比。并基于此方法設(shè)計了一套測試系統(tǒng)，以滿足實際生產(chǎn)過程中控制氯氫配比的精度和速度的要求，保證生產(chǎn)的安全，提高生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及合成爐燃燒工況自動識別領(lǐng)域，特別是一種在線檢測氯化氫合成爐氯氫配比的方法、系統(tǒng)及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)

在機器學習和人工智能的輔助下，圖像識別技術(shù)發(fā)展迅猛，大大提高了生產(chǎn)效率。目前，在軍事、輕工業(yè)、制造業(yè)、安防等行業(yè)中，圖像識別已經(jīng)得到了充分運用。在氯化氫合成爐燃燒生產(chǎn)氯化氫的過程中，來自氯氣緩沖罐的氯氣和氫氣緩沖罐的氫氣分別經(jīng)調(diào)節(jié)閥、截止閥、阻火器后在合成爐底部混合器進行混合，并在爐膛內(nèi)燃燒發(fā)生化學反應(yīng)生成氯化氫。合成爐是氯氣和氫氣安全燃燒發(fā)生化學反應(yīng)合成氯化氫的重要設(shè)備，氯氫配比是影響合成爐氯化氫合成效率并決定能否安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。氯化氫在合成爐內(nèi)發(fā)生反應(yīng)時，氯氣過量會引起爐內(nèi)或輸氣管道爆炸，氫氣過量則會導(dǎo)致能耗過高、原料利用率低等生產(chǎn)成本增加問題，實現(xiàn)合成爐氯氫配比精確控制，提高原料利用率，降低安全生產(chǎn)風險，是國內(nèi)外氯堿工業(yè)生產(chǎn)中氯氫合成工序急需解決的問題。

目前生產(chǎn)過程中大多采用流量計檢測或者人工觀察火焰狀態(tài)的識別方法。用于檢測氯氣流量的流量計目前還無法滿足流量檢測的精度要求。人工觀察火焰燃燒狀態(tài)的方法依賴于操作人員的經(jīng)驗，無法準確描述火焰的特征，也無法準確估計氯氫配比，導(dǎo)致產(chǎn)品氯化氫的純度波動較大。且如果僅依靠操作人員進行長時間的觀察，難免會出現(xiàn)疏漏，可能導(dǎo)致爆炸等嚴重的生產(chǎn)事故發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種在線檢測氯化氫合成爐中氯氫配比(氯氣與氫氣配比)的方法、系統(tǒng)及存儲介質(zhì)，使得在生產(chǎn)過程中可以連續(xù)準確地預(yù)測合成爐中的氯氫配比，降低生產(chǎn)成本和出現(xiàn)生產(chǎn)事故的概率，從而保證生產(chǎn)安全，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種在線檢測氯化氫合成爐中氯化氫配比的方法，包含以下步驟：

步驟1：獲取氯化氫合成爐內(nèi)火焰燃燒的圖像；

步驟2：對圖像進行中值濾波，去掉相機中的椒鹽噪聲。也可以根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場噪聲的情況使用其他濾波方式平滑圖片；

步驟3：分別計算圖片的RGB分量的直方圖。利用直方圖比較的指標快速判斷當前是否屬于氯氣過量的狀態(tài)。當合成爐中的氯氣過量時，火焰外焰顏色偏黃，燃燒發(fā)出的黃光使得圖片的B通道直方圖與R、G通道的直方圖有較大區(qū)別。計算R-B直方圖之間的Bhattacharyya距離:其中，H₁和H₂分別表示兩個直方圖，H_i(I)表示第i個直方圖中灰度級為I的像素點個數(shù)，N為直方圖中統(tǒng)計的總的像素個數(shù)。計算R-G與G-B之間的直方圖相交的總像素點個數(shù)：則可以根據(jù)上述的指標y＝10000*B(H_R,H_G)+I(H_G,H_B)-I(H_R,H_G)是否大于閾值來判斷當前合成爐中的工況是否為氯氣過量的。其中，H_R、H_B、H_G分別表示對應(yīng)顏色通道的直方圖。閾值可由統(tǒng)計歷史樣本的特征得到。若y大于y₀，即判斷當前工況為氯氣過量，否則不屬于氯氣過量。其中y₀＝30000為設(shè)定的閾值。