專利名稱：一種轉爐火焰溫度檢測系統和方法
技術領域：
本發明屬于煉鋼自動化控制領域，尤其涉及一種轉爐火焰溫度檢測系統和方法。
背景技術：
煉鋼終點控制是轉爐煉鋼的關鍵技術之一，而由于終點鋼水溫度的高低對鋼的質量有重要的影響，對終點鋼水溫度的測量成為煉鋼終點控制的重要技術。而火焰溫度與鋼水溫度有極大的相關性、是鋼水溫度的重要標志，因此可通過對轉爐爐口的火焰溫度的測量來獲取鋼水溫度。
目前，對轉爐爐口的火焰溫度的測量有兩種方式，一種方式為人工經驗看火，即通過轉爐爐口火焰的亮度和形狀，人工推斷火焰的溫度，但是該方式無法實現連續看火，且檢測過程易受人的工作狀態的影響，檢測結果的準確度低。另一種方式為采用熱電偶裝置，上述熱電偶裝置利用熱電動勢與溫度的函數關系，制成熱電偶分度表，且其將兩種不同成份的導體(稱為熱電偶絲材或熱電極)兩端接合成回路，其中直接用作測量介質溫度的一端叫做工作端(也稱為測量端)，另一端叫做冷端(也稱為補償端)，冷端與上述熱電偶分度表相連。其工作原理為當測量物體溫度時，會導致上述接合的接合點溫度不同，從而在回路中就會產生電動勢，即熱電動勢，繼而可根據熱電動勢與溫度的函數關系通過上述熱電偶分度表顯示所測物體的溫度。但是熱電偶裝置自身是消耗型裝置，且其只能點測，不能實現對轉爐爐口的火焰溫度的連續檢測。可見，上述方法在對轉爐爐口的火焰溫度進行測量時，均存在不能連續檢測的缺點，故研究并提供一種能夠對轉爐爐口的火焰溫度進行連續檢測的系統和方法成為本領域亟待解決的問題。
發明內容
有鑒于此，本發明的目的在于提供一種轉爐火焰溫度檢測系統和方法，以解決上述問題，實現對轉爐爐口的火焰溫度進行連續檢測的目的。為此，本發明采用的技術方案如下—種轉爐火焰溫度檢測系統，包括圖像獲取模塊、圖像處理模塊以及計算模塊，其中所述圖像獲取模塊，用于獲取轉爐爐口的火焰圖像信息；所述圖像處理模塊，用于對所述火焰圖像信息進行預處理，得到火焰圖像；所述計算模塊，用于依據物體的輻射光譜與物體溫度存在非線性的關系計算所述火焰圖像中各個像素的溫度值，并依據所述各個像素的溫度值獲取轉爐爐口的火焰溫度。優選的，所述圖像獲取模塊包括濾光鏡片、電動變焦鏡頭和彩色電荷耦合元件CCD 相機，其中所述濾光鏡片，安裝在所述電動變焦鏡頭上；所述電動變焦鏡頭，安裝在所述彩色CCD相機上；
所述彩色CXD相機，用于采集轉爐爐口的火焰圖像信息。優選的，所述濾光鏡片為中性衰減片。優選的，所述電動變焦鏡頭為6-10倍變焦鏡頭。優選的，所述圖像處理模塊包括圖像采集卡，用于將圖像獲取模塊中獲取的火焰圖像信息轉換為紅綠藍RGB三色矩陣存儲模式的火焰圖像信息；存儲單元，用于接收所述RGB三色矩陣存儲模式的火焰圖像信息并保存；灰度單元，用于對所述存儲單元中保存的RGB三色矩陣存儲模式的火焰圖像信息對應的彩色圖像進行灰度處理；噪聲濾除單元，用于對經過所述灰度處理后的圖像進行噪聲濾除；
分割單元，用于對經過所述噪聲濾除后的圖像進行圖像分割，得到火焰圖像。優選的，所述計算模塊具體用于依據公式
權利要求
1.一種轉爐火焰溫度檢測系統，用于對轉爐爐口的火焰溫度進行檢測，其特征在于，包括圖像獲取模塊、圖像處理模塊以及計算模塊，其中所述圖像獲取模塊，用于獲取轉爐爐口的火焰圖像信息；所述圖像處理模塊，用于對所述火焰圖像信息進行預處理，得到火焰圖像；所述計算模塊，用于依據物體的輻射光譜與物體溫度存在非線性的關系計算所述火焰圖像中各個像素的溫度值，并依據所述各個像素的溫度值獲取轉爐爐口的火焰溫度。
2.根據權利要求I所述的系統，其特征在于，所述圖像獲取模塊包括濾光鏡片、電動變焦鏡頭和彩色電荷耦合元件CCD相機，其中所述濾光鏡片，安裝在所述電動變焦鏡頭上；所述電動變焦鏡頭，安裝在所述彩色CCD相機上；所述彩色CCD相機，用于采集轉爐爐口的火焰圖像信息。
3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述濾光鏡片為中性衰減片。
4.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述電動變焦鏡頭為6-10倍變焦鏡頭。
5.根據權利要求I所述的系統，其特征在于，所述圖像處理模塊包括圖像采集卡，用于將圖像獲取模塊中獲取的火焰圖像信息轉換為紅綠藍RGB三色矩陣存儲模式的火焰圖像信息；存儲單元，用于接收所述RGB三色矩陣存儲模式的火焰圖像信息并保存；灰度單元，用于對所述存儲單元中保存的RGB三色矩陣存儲模式的火焰圖像信息對應的彩色圖像進行灰度處理；噪聲濾除單元，用于對經過所述灰度處理后的圖像進行噪聲濾除；分割單元，用于對經過所述噪聲濾除后的圖像進行圖像分割，得到火焰圖像。
6.根據權利要求I所述的系統，其特征在于，所述計算模塊具體用于依據公式
7.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述圖像獲取模塊還包括機械保護箱，其用于封裝所述濾光鏡片、所述電動變焦鏡頭和所述彩色CCD相機。
8.根據權利要求7所述的系統，其特征在于，所述圖像獲取模塊還包括視鏡，所述視鏡安裝于所述機械保護箱上，用于方便所述彩色CCD相機透過其拍攝轉爐爐口的火焰圖像信肩、O
9.根據權利要求7所述的系統，其特征在于，所述圖像獲取模塊還包括鏡頭吹掃裝置， 其安裝于所述機械保護箱內，用于對所述視鏡表面的灰塵進行吹掃。
10.根據權利要求7所述的系統，其特征在于，所述圖像獲取模塊還包括備用電源，所述備用電源用于當外接電源出現故障時，對所述系統臨時供電。
11.一種轉爐火焰溫度檢測方法，基于如權利要求I所述的轉爐火焰溫度檢測系統，用于對轉爐爐口的火焰溫度進行檢測，其特征在于，包括獲取轉爐爐口的火焰圖像信息；對所述火焰圖像信息進行預處理，得到火焰圖像；計算所述火焰圖像中各個像素的溫度值，并依據所述各個像素的溫度值獲取轉爐爐口的火焰溫度。
12.根據權利要求11所述的方法，其特征在于，獲取轉爐爐口的火焰圖像信息包括 采用濾光鏡片均勻衰減火焰的光強；利用電動變焦鏡頭調整彩色CCD相機的焦距；利用所述彩色CCD相機采集轉爐爐口的火焰圖像信息。
13.根據權利要求11所述的方法，其特征在于，所述預處理包括將圖像獲取模塊中獲取的火焰圖像信息轉換為紅綠藍RGB三色矩陣存儲模式的火焰圖像信息；接收所述RGB三色矩陣存儲模式的火焰圖像信息并保存；對所述保存的RGB三色矩陣存儲模式的火焰圖像信息對應的彩色圖像進行灰度處理； 對經過所述灰度處理后的圖像進行噪聲濾除；對經過所述噪聲濾除后的圖像進行圖像分割，得到火焰圖像。
14.根據權利要求11所述的方法，其特征在于，所述計算所述火焰圖像中各個像素的溫度值包括依據公式
全文摘要
本發明公開了一種轉爐火焰溫度檢測系統和方法，所述系統包括圖像獲取模塊、圖像處理模塊和計算模塊，其中所述圖像獲取模塊，用于獲取轉爐爐口的火焰圖像信息；所述圖像處理模塊，用于對所述火焰圖像信息進行預處理，得到火焰圖像；所述計算模塊，用于依據物體的輻射光譜與物體溫度存在非線性的關系計算所述火焰圖像中各個像素的溫度值，并依據所述各個像素的溫度值獲取轉爐爐口的火焰溫度。由于該系統對轉爐爐口火焰溫度的檢測是在對轉爐爐口火焰圖像信息分析的基礎上進行，圖像獲取模塊可以實時連續獲取火焰圖像，故本發明可實現對轉爐爐口的火焰溫度的連續檢測。
文檔編號C21C5/30GK102634632SQ201210141490
公開日2012年8月15日 申請日期2012年5月9日 優先權日2012年5月9日
發明者何濤燾, 馮正金, 文華北, 田陸 申請人:湖南鐳目科技有限公司