[發明專利]一種側吹爐高溫可視化檢測方法及檢測系統

有效

• 申請號: 202011249256.8
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112432711B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 張祖濤;霍成立;于肖肖
• 申請（專利權）人: 北京高能時代環境技術股份有限公司;陽新鵬富礦業有限公司
• 主分類號: G01J5/60
• 分類號: G01J5/60
• 代理公司: 北京匯信合知識產權代理有限公司 11335
• 代理人: 林聰源

本發明公開了一種側吹爐高溫可視化檢測方法及檢測系統，包括：采集側吹爐的高溫輻射圖像；對高溫輻射圖像進行處理，處理包括合成、去噪和失真校正；通過定量關系T⁴_CCD＝A`T⁴，利用專業計算軟件計算得到爐內三維空間各點溫度數值；將計算的溫度數值以可視化的三維溫度場輸出顯示，顯示爐內各處溫度數值。本發明通過對側吹爐爐膛內高溫輻射圖像的采集、處理，并利用專業的輻射算法軟件進行計算，得到側吹爐內三維溫度場及液面情況，實現側吹爐冶煉過程中高溫在線可視化檢測。其操作簡單，準確度高，為側吹爐冶煉工藝調整和節能降耗提供了重要的參數。

技術領域

本發明涉及冶煉爐溫度監測技術領域，具體涉及一種側吹爐高溫可視化檢測方法及檢測系統。

背景技術

冶煉爐溫是側吹爐冶煉過程中非常重要的一項生產技術參數，尤其是側吹爐冶煉熔體溫度，在冶煉過程中需要保持在1100±50℃，既要保證熔體的黏度及流動性，又要避免溫度過高對側吹爐噴槍和爐壁造成較快的燒損。通過對爐內溫度的實時在線監測，可以根據溫度變化及時判斷側吹爐內生產狀況，及時調整生產工藝參數。

現有對側吹爐的測溫方式包括熱電偶、激光測溫、聲波測溫等；由于側吹爐的爐內溫度高，熱電偶只能實現固定點測溫，其易損壞；聲波測溫、激光測溫目前在實際工業應用中只能提供爐內探頭放置固定區域的二維溫度場分布；同時，激光測溫對環境要求高；聲波、激光測溫只能對氣體區域溫度進行檢測，不能對物體表面溫度直接進行檢測，而且聲波測溫法的實施需要持續較長的時間，不利于瞬態燃燒工況的監測。

因此，欲實現側吹爐內多區域三維溫度場在線監測是側吹爐生產中急需解決的問題。

發明內容

針對現有技術中存在的上述問題，本發明提供一種側吹爐高溫可視化檢測方法及檢測系統。

本發明公開了一種側吹爐高溫可視化檢測方法，包括：

步驟1、采集側吹爐內高溫輻射圖像；

步驟2、對所述高溫輻射圖像進行處理，所述處理包括合成、去噪和失真校正；

步驟3、建立處理后的高溫輻射圖像與爐內三維溫度分布之間的定量關系，通過所述定量關系計算得到爐內三維空間各點溫度數值；

步驟4、將計算的溫度數值以可視化的三維溫度場輸出顯示，直觀的顯示出爐內各處溫度數值。

作為本發明的進一步改進，采集圖像和圖像處理，具體包括：

在側吹爐中部兩處觀察孔各布置1支高溫圖像探測器，從不同角度采集側吹爐爐內的高溫輻射圖像；

將兩幅所述高溫輻射圖像經過視頻分割器及視頻采集卡合成一幅圖像；

對合成后的高溫輻射圖像進行濾波處理、圖像分割與邊緣提取，得到符合要求的高溫輻射圖像。

作為本發明的進一步改進，所述高溫圖像探測器的安裝方式為：

高溫圖像探測器向下傾斜40°，其視場角的光軸與爐蓋中心連線沿順時針轉30°，并以其能充分俯視液面和爐壁為宜；所述高溫圖像探測器的鏡管縮于爐膛內部200～300mm，前端輔以防止視場角被遮擋的喇叭口。

作為本發明的進一步改進，所述高溫圖像探測器包括耐高溫鏡頭、光學鏡片組、耐高溫不銹鋼套筒和CCD攝像機、水冷套管、鏡頭吹掃裝置；

在國家標準計量儀器黑體爐上對CCD攝像機進行標定，并得出溫度、輻射率的參數與火焰圖像間的定量關系；即，得到單色輻射I_R和I_G同圖像的R和G值之間的關系，以及溫度(K)與其黑體圖像的紅色R₀之間的關系。