[發(fā)明專利]一種非接觸式轉(zhuǎn)爐鋼水溫度連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)及檢測(cè)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010619680.0
• 申請(qǐng)日: 2020-06-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111635976A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 占小立
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京寶希智能技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): C21C5/46
• 分類號(hào): C21C5/46;G01J5/00;G01K7/02;G01K13/00
• 代理公司: 江蘇瑞途律師事務(wù)所 32346
• 代理人: 吳雪健

1.一種非接觸式轉(zhuǎn)爐鋼水溫度連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，測(cè)量系統(tǒng)(200)包括爐口測(cè)溫裝置(210)、圖像拍攝裝置(220)、數(shù)據(jù)處理裝置(230)、數(shù)據(jù)記錄裝置(240)和鋼水測(cè)溫裝置(250)；

圖像拍攝裝置(220)用于拍攝轉(zhuǎn)爐(100)爐口火焰圖像；

爐口測(cè)溫裝置(210)用于對(duì)轉(zhuǎn)爐(100)爐口火焰溫度進(jìn)行連續(xù)測(cè)量；

鋼水測(cè)溫裝置(250)用于對(duì)轉(zhuǎn)爐(100)內(nèi)鋼水溫度進(jìn)行間歇測(cè)量；

數(shù)據(jù)處理裝置(230)對(duì)火焰圖像進(jìn)行處理獲得實(shí)時(shí)火焰圖像特征，并根據(jù)數(shù)據(jù)記錄裝置(240)記錄的轉(zhuǎn)爐參數(shù)與爐口火焰溫度以及鋼水溫度參數(shù)建立關(guān)系，計(jì)算鋼水溫度，獲得連續(xù)的鋼水溫度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非接觸式轉(zhuǎn)爐鋼水溫度連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，爐口測(cè)溫裝置(210)、圖像拍攝裝置(220)和鋼水測(cè)溫裝置(250)分別與數(shù)據(jù)處理裝置(230)相連，數(shù)據(jù)記錄裝置(240)與數(shù)據(jù)處理裝置(230)相連。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非接觸式轉(zhuǎn)爐鋼水溫度連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)記錄裝置(240)記錄的轉(zhuǎn)爐參數(shù)包括吹氧量和吹氧時(shí)間。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非接觸式轉(zhuǎn)爐鋼水溫度連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，數(shù)據(jù)處理裝置(230)根據(jù)數(shù)據(jù)記錄裝置(240)記錄的吹氧量，建立各數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，記錄鋼水溫度的變化。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非接觸式轉(zhuǎn)爐鋼水溫度連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，爐口測(cè)溫裝置(210)對(duì)轉(zhuǎn)爐(100)爐口火焰溫度進(jìn)行測(cè)量，形成校驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯?duì)數(shù)據(jù)處理裝置(230)根據(jù)火焰圖像特征得到的火焰溫度進(jìn)行調(diào)校；和/或鋼水測(cè)溫裝置(250)測(cè)量得到轉(zhuǎn)爐(100)內(nèi)鋼水溫度，鋼水溫度對(duì)數(shù)據(jù)處理裝置(230)根據(jù)火焰圖像特征得到的火焰溫度進(jìn)行判斷。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非接觸式轉(zhuǎn)爐鋼水溫度連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，火焰的特征信號(hào)包括火焰顏色平均值、火焰顏色最高值、火焰形狀圓形度、邊界粗糙度和紋理特征；

計(jì)算方式為：

火焰顏色平均值：

火焰顏色最大值：

其中：N代表顏色分量的個(gè)數(shù)，K代表超過(guò)閾值的顏色分量的個(gè)數(shù)。m分布代表顏色R、B、G。

圓形度:表示物體邊緣與圓的相似程度，是一種物體邊緣輪廓復(fù)雜程度的度量，通過(guò)物體邊緣的總長(zhǎng)度和物體所在區(qū)域的面積，可計(jì)算出物體的圓形度值C：

邊界粗糙度:描述了物體輪廓的隨機(jī)性和粗糙性，采用物體的周長(zhǎng)與其外接凸包(convex hull，CH)周長(zhǎng)的比值進(jìn)行計(jì)算，可區(qū)分邊界較為光滑的物體：

B_R＝L/L_CH

式中：L_CH為凸包的周長(zhǎng)，L為物體所在區(qū)域周長(zhǎng)。

紋理特征：在火焰檢測(cè)中，紋理是一個(gè)較為顯著的形狀結(jié)構(gòu)特征，紋理信息使用局部二值模式(local binary pattern,LBP)算子提取：

式中:(i_n,j_n)表示該中心像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)LBP圖像上的坐標(biāo)位置；I_n表示該中心像素點(diǎn)亮度；I_k表示該中心像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的8鄰域像素點(diǎn)亮度。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非接觸式轉(zhuǎn)爐鋼水溫度連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，數(shù)據(jù)處理裝置(230)對(duì)圖像進(jìn)行處理，依據(jù)物體成像與物體溫度存在的關(guān)系計(jì)算所述火焰圖像中各個(gè)像素的溫度值，并依據(jù)所述各個(gè)像素的溫度值獲取轉(zhuǎn)爐爐口的火焰溫度。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種非接觸式轉(zhuǎn)爐鋼水溫度連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，數(shù)據(jù)處理裝置(230)對(duì)圖像進(jìn)行處理時(shí)，先將圖像拍攝裝置(220)中獲取的火焰圖像信息轉(zhuǎn)換為紅綠藍(lán)RGB三色矩陣存儲(chǔ)模式的火焰圖像信息；再對(duì)所述存儲(chǔ)單元中保存的RGB三色矩陣存儲(chǔ)模式的火焰圖像信息對(duì)應(yīng)的彩色圖像進(jìn)行灰度處理；然后對(duì)經(jīng)過(guò)所述灰度處理后的圖像進(jìn)行噪聲濾除；然后對(duì)經(jīng)過(guò)所述噪聲濾除后的圖像進(jìn)行圖像分割。