專利名稱：高爐擺動溜槽在線檢測裝置及檢測方法
技術領域：
本發明涉及冶金技術領域，特別是涉及一種高爐擺動溜槽在線檢測裝置及檢測方法。
背景技術：
在冶金行業的高爐煉鐵生產過程中，高爐布料是高爐煉鐵系統中最重要的一環。能夠及時、準確、合理均勻地布料是保證高爐生產順利進行和保證產品質量的前提條件。因此，擺動溜槽的控制就顯得非常重要。高爐進行布料時，爐料首先經過礦槽配料工藝，然后進入爐頂上料斗和下料斗；在接到高爐布料指令后，下料斗的料流調節閥按工藝要求開啟 到設定的開度，爐料按一定的流量經布料滾筒流到擺動溜槽上；擺動溜槽按工藝要求升到一定的傾動角(即擺動溜槽與高爐的垂直中心線的夾角)，同時，擺動溜槽在水平面方向上進行著勻速旋轉，這樣爐料就可以均勻地布到高爐的料面上了。由此可見，在溜槽布料過程中，平面轉角和傾動角是控制爐料向爐內徑向和周向布料的重要參數，而傾動角的可靠性和準確性，則是整個高爐布料過程中的關鍵。所以，如何準確地檢測擺動溜槽傾動角、如實反映擺動溜槽的真實狀況并及時反饋檢測數據、調整溜槽的PLC控制參數對保證高爐布料均勻合理、確保高爐順利、安全、高效地運行具有十分重要的意義。目前，在高爐冶煉中，擺動溜槽大多是由兩臺電機來驅動的，電機的控制由PLC程序發出控制指令，使電機變頻器啟動或停止；溜槽的運動速度則是通過改變變頻器的頻率來實現的。所以，擺動溜槽的傾動角α的檢測也大多靠編碼器來實現。在這種檢測方式中，編碼器一般都安裝在驅動電機的減速軸上，編碼器發出二進制指令給PLC，由PLC程序對接收到的二進制指令進行處理，最后得到擺動溜槽的傾動角的參數，據此實現對擺動溜槽的控制。但是，上述方法因自身檢測精度低、機械傳動結構磨損或擺動溜槽的變形等因素，使得傾動角的檢測數據與實際不相符，從而影響了高爐布料的均勻性，給生產帶來了安全隱患。
發明內容
為了解決上述技術問題，本發明的一個目的是提供一種檢測精度高、能夠自動報警的高爐擺動溜槽位置的在線檢測裝置；本發明的另一個目的是提供一種上述在線檢測裝置的檢測方法。為此，本發明的技術方案如下一種高爐擺動溜槽位置的在線檢測裝置，包括安裝在高爐爐頂的成像設備和激光器、組成控制系統的現場控制箱和室內控制箱、為系統供電的凈化電源以及視頻圖像處理單元、信號轉換器和報警裝置，所述成像設備和激光器分別安裝在一高溫防護套內，所述激光器向所述擺動溜槽運動軌跡上的預定位置發射激光；
所述成像設備收到所述控制系統的觸發信號后拍攝擺動溜槽的位置圖像；所述視頻圖像處理單元對所述成像設備拍攝到的擺動溜槽圖像進行分析處理、確定擺動溜槽的位置并與預設的擺動溜槽控制角度進行比對，當二者差值超出規定時，輸出數字報警信號并向擺動溜槽控制單元輸出反饋信號；所述信號轉換器將所述視頻圖像處理單元輸出的數字報警信號轉換成模擬信號后輸出給所述報警裝置。所述防護套為風冷式防護套，其冷卻吹掃介質是氮氣。所述氮氣的壓力為O. 40 O. 6MPa，在防護套處的入口溫度彡35°C。所述的激光器為條形激光器。
所述視頻圖像處理單元為工業計算機和顯示器。一種上述在線檢測裝置的檢測方法，包括以下步驟I)所述激光器向所述擺動溜槽運動軌跡上的預定位置發射激光；2)所述成像設備獲取高爐內擺動溜槽的視頻圖像，并傳輸至所述視頻圖像處理單元;3)當所述擺動溜槽水平轉動角度達到設定值時，所述視頻圖像處理單元對接收到的視頻圖像進行分析，找到激光束的位置，從而確定擺動溜槽的位置；4)所述視頻圖像處理單元根據已知的擺動溜槽的擺動圓心點位置/坐標、高爐垂直中心線和擺動溜槽的位置計算出擺動溜槽的傾動角度；5)所述視頻圖像處理單元將計算出的傾動角度與擺動溜槽控制單元輸出的控制角度進行比對，當二者差值超出規定值時，發出報警指示并自動向擺動溜槽控制單元輸出反饋信號；6)所述信號轉換器將所述視頻圖像處理單元輸出的數字報警信號轉換成模擬信號后輸出給所述報警裝置；同時，擺動溜槽控制單元根據所述反饋信號調整擺動溜槽的控制參數。本發明的在線檢測裝置能夠實時在線檢測擺動溜槽的位置，檢測精度高、性能穩定，解決了目前高爐擺動溜槽傾動角檢測系統所反映的參數與實際不相符的技術難題，實現了高爐的精準布料，確保了生產安全。
圖I是本發明高爐擺動溜槽在線檢測裝置的構成示意圖；圖2是視頻監控畫面的示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明高爐擺動溜槽在線檢測裝置進行詳細說明。如圖I所示，本發明的高爐擺動溜槽在線檢測裝置主要由激光器I、成像設備2、現場控制箱3、凈化電源4、室內控制箱5、顯示器6、工業計算機7、信號轉換器9和報警器10組成。所述成像設備I為前端視頻采集設備，采用專用攝像機和鏡頭。當PLC控制系統發出觸發信號時(即擺動溜槽到達特定位置時)，成像設備即刻拍攝爐內擺動溜槽的位置圖像，如附圖2所示。為保證成像設備和激光器在高溫、高粉塵的高爐內正常工作，采用高溫防護套分別對它們進行保護。所述防護套為風冷防護套，冷卻介質是低壓氮氣，通過氮氣不停的吹掃，確保成像設備和激光器穩定工作。所述工業計算機7和顯示器6組成圖像處理單元，用于分析攝像機拍攝到的擺動溜槽圖像，通過計算機的數據處理來確定擺動溜槽的位置，計算出擺動溜槽的傾動角度，并與PLC發出的擺動溜槽控制角度進行比對。當二者差值超出規定時，自動輸出反饋信號，聲光報警器10同時發出報警信號。現場控制箱3、室內控制箱5和凈化電源4為系統的電氣控制設備，為其他系統設備提供電源和控制信號，保證系統正常工作。下面結合圖2對上述在線檢測裝置的檢測方法進行說明。如圖所示，首先，激光器向擺動溜槽運動軌跡上的預定位置發射激光；
然后，操刀攝像機獲取高爐內擺動溜槽的視頻圖像，并傳輸給工業計算機；當擺動溜槽水平轉動角度達到設定值時，工業計算機對接收到的視頻圖像進行分析，找到激光束的位置，確定擺動溜槽的位置；工業計算機根據已知的擺動溜槽的擺動圓心點位置/坐標、高爐垂直中心線和擺動溜槽的位置計算出擺動溜槽的傾動角度；然后，工業計算機將計算出的傾動角度與擺動溜槽PLC輸出的控制角度進行比對，當二者差值超出規定值時，發出報警指示并自動向擺動溜槽設備自帶的擺動溜槽控制單元輸出反饋信號；信號轉換器將視頻圖像處理單元輸出的數字報警信號轉換成模擬信號后輸出給所述報警裝置；同時，擺動溜槽控制單元根據所述反饋信號調整擺動溜槽的控制參數。報警裝置發出聲光報警信號后，操作人員即可采取相應措施。
權利要求
1.一種高爐擺動溜槽位置的在線檢測裝置，其特征在于包括安裝在高爐爐頂的成像設備和激光器、組成控制系統的現場控制箱和室內控制箱、為系統供電的凈化電源以及視頻圖像處理單元、信號轉換器和報警裝置，所述成像設備和激光器分別安裝在一高溫防護套內， 所述激光器向所述擺動溜槽運動軌跡上的預定位置發射激光； 所述成像設備收到所述控制系統的觸發信號后拍攝擺動溜槽的位置圖像； 所述視頻圖像處理單元對所述成像設備拍攝到的擺動溜槽圖像進行分析處理、確定擺動溜槽的位置并與預設的擺動溜槽控制角度進行比對，當二者差值超出規定時，輸出數字報警信號并向擺動溜槽控制單元輸出反饋信號； 所述信號轉換器將所述視頻圖像處理單元輸出的數字報警信號轉換成模擬信號后輸出給所述報警裝置。
2.根據權利要求I所述的在線檢測裝置，其特征在于所述防護套為風冷式防護套，其冷卻吹掃介質是氮氣。
3.根據權利要求2所述的在線檢測裝置，其特征在于所述氮氣的壓力為O.40 O.6MPa，在防護套處的入口溫度彡35°C。
4.根據權利要求I所述的在線檢測裝置，其特征在于所述的激光器為條形激光器。
5.根據權利要求I所述的在線檢測裝置，其特征在于所述視頻圖像處理單元為工業計算機和顯示器。
6.一種權利要求I所述在線檢測裝置的檢測方法，其特征在于包括以下步驟 1)所述激光器向所述擺動溜槽運動軌跡上的預定位置發射激光； 2)所述成像設備獲取高爐內擺動溜槽的視頻圖像，并傳輸至所述視頻圖像處理單元； 3)當所述擺動溜槽水平轉動角度達到設定值時，所述視頻圖像處理單元對接收到的視頻圖像進行分析，找到激光束的位置，從而確定擺動溜槽的位置； 4)所述視頻圖像處理單元根據已知的擺動溜槽的擺動圓心點坐標、高爐垂直中心線和擺動溜槽的位置計算出擺動溜槽的傾動角度； 5)所述視頻圖像處理單元將計算出的傾動角度與擺動溜槽控制單元輸出的控制角度進行比對，當二者差值超出規定值時，發出報警指示并自動向擺動溜槽控制單元輸出反饋信號; 6)所述信號轉換器將所述視頻圖像處理單元輸出的數字報警信號轉換成模擬信號后輸出給所述報警裝置；同時，擺動溜槽控制單元根據所述反饋信號調整擺動溜槽的控制參數。
全文摘要
本發明公開了一種高爐擺動溜槽位置的在線檢測裝置，包括安裝在高爐爐頂的成像設備和激光器、組成控制系統的現場控制箱和室內控制箱、為系統供電的凈化電源以及視頻圖像處理單元、信號轉換器和報警裝置，所述激光器向所述擺動溜槽運動軌跡上的預定位置發射激光；所述成像設備收到所述控制系統的觸發信號后拍攝擺動溜槽的位置圖像；所述視頻圖像處理單元對所述成像設備拍攝到的擺動溜槽圖像進行分析處理、確定擺動溜槽的位置并與預設的擺動溜槽控制角度進行比對，當二者差值超出規定時，向所述聲光報警器發出報警指示并輸出反饋信號。該在線檢測裝置能夠實時在線檢測擺動溜槽的位置，檢測精度高、性能穩定，能夠保證高爐精準布料。
文檔編號C21B7/24GK102839248SQ201210349060
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月18日 優先權日2012年9月18日
發明者張海根 申請人:天津市三特電子有限公司