[發(fā)明專利]一種鉛冶煉爐內(nèi)工況檢測方法及系統(tǒng)在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011151046.5 | 申請日： | 2020-10-24 |
| 公開（公告）號： | CN112330612A | 公開（公告）日： | 2021-02-05 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 羅自學(xué);程強;張世紅 | 申請（專利權(quán)）人： | 華中科技大學(xué) |
| 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(wù)所(特殊普通合伙) 42242 | 代理人： | 王振宇 |
| 地址： | 430000 湖北*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 冶煉 工況 檢測 方法 系統(tǒng) | ||
本發(fā)明提供一種鉛冶煉爐內(nèi)工況檢測方法及系統(tǒng)，該方法包括：S1、圖像采集設(shè)備布置；S2、圖像處理；S3、爐內(nèi)工況分析診斷，該方法利用布置在爐側(cè)壁的兩只高溫輻射圖像探測器實時拍攝爐內(nèi)的輻射圖像，對采集的圖像進行數(shù)字處理后，將圖像分割為若干交迭的區(qū)域，采用邊緣增強和圖像的灰度值提取方法，判定冶煉爐內(nèi)沿程物料分布，并根據(jù)面陣CCD所獲得的火焰圖像，重建爐內(nèi)斷面溫度場。通過該方案可以對鉛冶煉爐內(nèi)火焰溫度精確測量，保證測量結(jié)果的準確可靠并能降低檢測成本，實現(xiàn)冶煉設(shè)備的自動化運行，提高鉛冶煉效率，并可以為企業(yè)節(jié)能降耗、提高經(jīng)濟效益。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及燃燒檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種鉛冶煉爐內(nèi)工況檢測方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)
鉛是所有金屬中再生率最高的，再生鉛的生產(chǎn)能耗比原生鉛低1/3左右，世界上有80％以上的鉛被用來生產(chǎn)鉛酸電池。回收再生鉛有利于環(huán)境保護，消除鉛酸蓄電池等廢棄物對環(huán)境的影響。電池回收利用有火法和濕法兩種方法。火法制鉛存在物料反應(yīng)時爐況波動、粉料在熔煉過程中“搭橋”不易掌控；爐內(nèi)反應(yīng)工況無法實時監(jiān)視、持渣層維護困難、鉛熔渣溫度及駐存時間缺少準確判斷等難題，這些問題將引起鉛質(zhì)量偏差，以及爐內(nèi)壁和端蓋結(jié)焦導(dǎo)致出渣困難，甚至產(chǎn)生火災(zāi)、爆膛、人身安全事故。
為解決上述問題，需定量獲取冶煉過程中爐內(nèi)各個區(qū)域的能量分布、液面實時變化規(guī)律，以改進進料方式，合理分配各區(qū)域加料量，保證爐內(nèi)物料均勻熔化，避免爐況發(fā)生波動。國外先進的鉛生產(chǎn)廠采用了基于二級模型的自動控制，由于缺乏爐內(nèi)實時檢測，加之不同冶煉爐模型偏差，應(yīng)用范圍受限。熱物理量場非接觸檢測技術(shù)與聲波、激光測溫相比，輻射圖像處理法在實際檢測中能提供鉛冶煉爐內(nèi)任意區(qū)域二維、三維信息，安裝位置靈活，可以根據(jù)可見光能量傳遞及溫度關(guān)聯(lián)性，檢測不同顆粒濃度、復(fù)雜空間和介面的可視化信息，獲取鉛冶煉爐壁面或鉛渣表面的輻射溫度，適宜特種冶煉環(huán)境下爐內(nèi)工況及溫度檢測。
現(xiàn)有的鉛冶煉爐溫度檢測，常采用浸入式熱電偶或熱成像儀進行，浸入式熱電偶對熱偶響應(yīng)時滯影響檢測精度，并且單次使用后即融熔，成本高；熱像儀獲得的是三維空間過程在二維成像平面上的“投影”信息，檢測時輻射參數(shù)需人工設(shè)置，隨機性大，對于鉛冶煉爐這類高溫工業(yè)對象非接觸的實時工況檢測實際應(yīng)用效果較差。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明實施例提供了一種鉛冶煉爐內(nèi)工況檢測方法及系統(tǒng)，以解決的現(xiàn)有鉛冶煉爐工況檢測方法檢測精度低、成本高及隨機性大的問題。
在本發(fā)明實施例的第一方面，提供了一種鉛冶煉爐內(nèi)工況檢測方法，包括：
S1、圖像采集設(shè)備布置
在爐蓋加料管兩側(cè)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(nèi)圖像；
S2、圖像處理
S2.1、將圖像分割為若干交迭區(qū)域；
S2.2、通過CCD圖像傳感器獲取RGB三色值，并根據(jù)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(nèi)工況分析診斷
S3.1、基于彩色圖像RGB三基色的比色法，根據(jù)公式(2)計算參考點溫度：
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