[發明專利]一種鉛冶煉爐內工況檢測方法及系統

在審

• 申請號: 202011151046.5
• 申請日: 2020-10-24
• 公開（公告）號: CN112330612A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 羅自學;程強;張世紅
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/13;G06T7/90
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 王振宇

1.一種鉛冶煉爐內工況檢測方法，其特征在于，包括：

S1、圖像采集設備布置

在爐蓋加料管兩側布置高溫火焰圖像探測器探頭，通過高溫火焰探測器探頭采集冶煉爐內圖像；

S2、圖像處理

S2.1、將圖像分割為若干交迭區域；

S2.2、通過CCD圖像傳感器獲取RGB三色值，并根據公式(1)計算圖像灰度值：

G＝0.11r+0.59g+0.3b； (1)

其中，G表示灰度值，r表示紅色通道分量值，g表示綠色通道分量值，b表示藍色通道分量值；

S2.3、將圖像相鄰像素中灰度值變化最大的點作為邊界點，逐行掃描圖像得到火焰變化邊界線；

S3、爐內工況分析診斷

S3.1、基于彩色圖像RGB三基色的比色法，根據公式(2)計算參考點溫度：

其中，t_CCD(i₀)為參考點溫度，C₂為常數，λ_r為紅色波長，λ_g為綠色波長，r₀、g₀為參考點溫度檢測區域紅、綠像素的平均值，i₀為參考測溫像素，r'(i₀)表示參考點i₀紅色像素平均值，g'(i₀)表示參考點i₀綠色像素平均值；

S3.2、基于火焰二維溫度四次方與火焰輻射能正比例關系，根據公式(3)計算火焰二維溫度圖像：

其中，為火焰二維溫度圖像，表示三維空間的火焰輻射信息在CCD靶面上的累積結果，表示任意像素點，表示參考點i₀溫度，G(i)為像素i灰度值，G(i₀)為參考點i₀灰度值,k'(i)和k'(i₀)表示像素點i、參考點i₀的比例系數；

S3.3、通過數字圖像處理技術，并利用公式(1)的像素灰度計算方法，分析鉛冶煉爐內沿程物料分布狀況及鉛液面火口區域變化行為。

2.一種鉛冶煉爐內工況檢測系統，其特征在于，包括：

圖像采集模塊，用于在爐蓋加料管兩側布置高溫火焰圖像探測器探頭，通過高溫火焰探測器探頭采集冶煉爐內圖像；

圖像處理模塊，用于對冶煉爐內進行圖像處理；

其中，所述圖像處理模塊包括：

分割單元，用于將圖像分割為若干交迭區域；

灰度值計算單元，用于通過CCD圖像傳感器獲取RGB三色值，并根據公式(1)計算圖像灰度值：

G＝0.11r+0.59g+0.3b；(1)

式中，G表示灰度值，r表示紅色通道分量值，g表示綠色通道分量值，b表示藍色通道分量值；

邊界點掃描單元，用于將圖像相鄰像素中灰度值變化最大的點作為邊界點，逐行掃描圖像得到火焰變化邊界線；

分析診斷模塊，用于對鉛冶煉爐內工況分析診斷；

其中，所述分析診斷模塊包括：

溫度計算單元，用于基于彩色圖像RGB三基色的比色法，根據公式(2)計算參考點溫度：

式中，t_CCD(i₀)為參考點溫度，C₂為常數，λ_r為紅色波長，λ_g為綠色波長，r₀、g₀為參考點溫度檢測區域紅、綠像素的平均值，i₀為參考測溫像素，r'(i₀)表示參考點i₀紅色像素平均值，g'(i₀)表示參考點i₀綠色像素平均值；

溫度圖像計算單元，用于基于火焰二維溫度四次方與火焰輻射能正比例關系，根據公式(3)計算火焰二維溫度圖像：

式中，為火焰二維溫度圖像，表示三維空間的火焰輻射信息在CCD靶面上的累積結果，表示任意像素點，表示參考點i₀溫度，G(i)為像素i灰度值，G(i₀)為參考點i₀灰度值,k'(i)和k'(i₀)表示像素點i、參考點i₀的比例系數；

工況診斷單元，用于通過數字圖像處理技術，并利用公式(1)的像素灰度計算方法，分析鉛冶煉爐內沿程物料分布狀況及鉛液面火口區域變化行為。