[發明專利]一種脫硫鐵水除渣效果分析系統及分析方法

在審

• 申請號: 201910979809.6
• 申請日: 2019-10-15
• 公開（公告）號: CN111050117A
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 王家軍;董臣超;王雪寒;王宗鵬;方鳴;張忠宇;池宋梁
• 申請（專利權）人: 河鋼股份有限公司承德分公司
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;C21C7/064;G06T7/00
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 趙幸

本發明涉及一種脫硫鐵水除渣效果分析系統及分析方法，系統包括圖像采集單元、圖像分析單元、信息存儲單元和信息查詢單元；方法為：獲取除渣前后圖像，將圖像格式轉換為灰度數據，根據灰度變化確定包口的位置，根據經驗值去除兩幅圖中上部鐵水包的沿壁，選取兩幅圖像包口的重合部分，分別計算灰度平均值，并計算重合部分的平均灰度差（即兩幅圖平均灰度的差值），根據灰度區間經驗值計算除渣效果分值，最后進行圖像及分析信息保存。本發明可有效判斷渣是否清除干凈，同時作業人員可通過視頻顯示器觀察鐵水表面情況，不依賴肉眼直接觀察實物鐵水表面，從而可提高崗位人員作業效果，減少渣中硫元素的回流，減少鐵水損耗，對保證煉鋼生產作業的產品質量提供技術支持。

技術領域

本專利申請屬于煉鋼工藝圖像采集及圖像分析技術領域，更具體地說，是涉及一種脫硫鐵水除渣效果分析系統及分析方法。

背景技術

煉鋼生產中，為確保入爐鐵水成分，在鐵水入爐前，常采用鐵水脫硫方法對鐵水進行脫硫。脫硫時需加入輔料，脫硫后在鐵水表面漂浮一層殘渣，鐵水入爐前，需使用除渣機將料渣去除，防止渣中的硫混入鐵水。在除渣過程中，崗位人員需直接觀察鐵水表面渣的情況進行操作，長時間操作不但會影響人的視力，也會影響操作效果。另外，由于除渣效果缺乏標準，有時難于判斷渣是否算清除干凈。基于這些問題，研究開發了采用圖像分析方法對脫硫鐵水除渣效果進行分析的系統和分析方法。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是提供一種脫硫鐵水除渣效果分析系統及分析方法，能夠解決除渣操作視覺疲勞和除渣效果分析無依可循的問題。

為了解決上述問題，本發明所采用的技術方案是：

一種脫硫鐵水除渣效果分析系統，包括對應連接的圖像采集單元、圖像分析單元、信息存儲單元和信息查詢單元；圖像采集單元包括攝像機、與攝像機連接的視頻顯示器（其作用是為崗位人員提供視頻觀察手段，避免直視鐵水包對眼睛的輻射）；圖像分析單元包括與攝像機連接的工控機；信息存儲單元包括與工控機連接的數據庫服務器，信息查詢單元包括與工控機連接的通用顯示器（其作用在于崗位人員可操作軟件界面，獲取扒渣前和扒渣后的圖像）、與數據庫服務器連接的查詢終端，查詢終端也與工控機連接。

本發明技術方案的進一步改進在于：工控機為配有以太網卡的研華610H工控機；視頻顯示器型號為配有VIDEO接口的三星MT-2231P視頻顯示器；攝像機為型號為DS-2CD4012FWD的網絡型攝像機，該型號攝像機配有VIDEO輸出接口和RJ45接口。

本發明技術方案的進一步改進在于：工控機與通用顯示器采用VGA接口連接；攝像機與視頻顯示器采用VIDEO接口連接；攝像機與工控機采用RJ45接口連接，工控機與數據庫服務器及查詢終端均采用以太網連接。

一種脫硫鐵水除渣效果分析方法，利用了上述的系統，包括如下步驟：

步驟一、除渣前圖像獲取；

步驟二、除渣后圖像獲取；

步驟三、將步驟一和步驟二獲取的圖像格式轉換為灰度數據；

步驟四、將步驟三獲取的兩幅灰度圖去除上下文字；

步驟五、根據灰度變化確定兩幅圖中鐵水包口位置；

步驟六、去除兩幅圖中上部鐵水包的沿壁；

步驟七、選取兩幅圖像包口的重合部分，分別計算重合部分平均灰度（灰度均值）和平均灰度差（即兩幅圖平均灰度的差值）；

步驟八、根據灰度區間經驗值計算除渣效果分值；

步驟九、圖像及分析信息保存。

本發明技術方案的進一步改進在于：步驟三中，將圖像轉化為灰度數據采用的轉化公式為：