一种kr脱硫铁水液面高度测量系统及其使用方法
【专利摘要】一种KR脱硫铁水液面高度测量系统及其使用方法，其技术方案是：在铁水罐(3)倾翻方向一侧的上方固定地装有工业相机(1)，工业相机(1)的镜头正对铁水罐(3)回位后的回位方向一侧的铁水(4)液面，工业相机(1)位于铁水罐(3)形心转动的平面上；在铁水罐(3)回位方向一侧的铁水牵引车(5)上装有回位极限开关(6)，回位极限开关(6)位于铁水罐(3)回位完成时的相接触处；工业相机(1)的镜头上安装有滤光片(2)。回位极限开关(6)与数据采集卡(7)的A/D-1口相连，工业相机(1)与计算机(9)相连，计算机(9)装有数据采集卡(7)和液面高度测量软件(8)。
【专利说明】一种KR脱硫铁水液面高度测量系统及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铁水液面高度测量【技术领域】，尤其涉及一种KR脱硫铁水液面高度测量系统及其使用方法。
【背景技术】
[0002]KR脱硫作业中，铁水液面高度是一个很重要的参数，用以确定搅拌器的插入深度，而搅拌器的插入深度是否合理将严重影响脱硫效果，因此对KR脱硫铁水液面高度进行准确测量非常必要。目前，确定KR脱硫铁水液面高度有以下几种:
[0003]1.根据铁水重量和铁水罐形状计算液面高度，其具体计算方法是:先称铁水罐空罐重量，然后盛入铁水后再次称重，两次称重相减得到铁水重量，再根据铁水密度及铁水罐内部空间形状计算出铁水液面高度；由于铁水罐罐壁粘渣、罐底腐蚀等会导致铁水罐内部形状及铁水罐本体质量发生变化,而且由于铁水成分、温度等不同会弓I起铁水密度波动,这些都会导致铁水液面高度计算的不准确。
[0004]2.根据搅拌器粘连的铁水估算液面高度，其具体方法是:先将搅拌器的一部分下降至浸入铁水中，停留数秒后提起，然后通过人工观测搅拌器上粘连铁水的情况估算出铁水液面高度；该方法由于需要将搅拌器先下降、再停止、后提升一系列动作，导致耗时较长，且由于液面高度是人工估算，准确性难以保证。
[0005]3.利用雷达测量铁水液面高度，其具体方法是:测量铁水液面时，将测量装置安装于铁水液面正上方，铁水作为高温液体其正上方温度很高，会导致测量装置容易损坏，不利于对铁水液面高度的长期、稳定测量。
【发明内容】
[0006]本发明旨在克服现有技术缺陷，目的在于提供一种操作简便、测量准确、能够长期稳定工作的KR脱硫铁水液面高度测量系统及其使用方法。
[0007]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是由KR脱硫铁水液面高度测量系统及其使用方法组成；KR脱硫铁水液面高度测量系统是:在铁水罐倾翻方向一侧的上方固定地装有工业相机，工业相机的镜头正对铁水罐回位后的回位方向一侧的铁水液面，工业相机位于铁水罐形心转动的平面上；在铁水罐回位方向一侧的铁水牵引车上装有回位极限开关，回位极限开关位于铁水罐回位完成时的相接触处；工业相机的镜头上安装有滤光片。
[0008]回位极限开关与数据采集卡的Α/D-l 口相连，工业相机与计算机相连，计算机装有数据采集卡和液面高度测量软件。
[0009]所述的液面高度测量软件的主流程是:
[0010]S1、输入参数；
[0011](I)铁水罐处于回位状态时罐口离地面的高度Hl ；
[0012](2)图像A上的线段a的上端点距离图像A的上边缘的距离hi ；
[0013](3)图像A上的线段a的长度L2 ；[0014]⑷物像比k。
[0015]S2、扫描Α/D-l通道，当铁水罐回位完成瞬间，检测到回位极限开关闭合。
[0016]S3、在回位极限开关闭合瞬间，从工业相机米集一幅回位方向一侧的铁水液面图像，所述铁水液面图像即为图像B。
[0017]S4、在图像B上确定一个矩形区F，矩形区F的中心线与图像B上的铁水罐中心线重合，矩形区F上端与图像B上边缘的距离等于图像A上的线段a的上端点距离图像A的上边缘的距离hi，矩形区F的宽度为20个像素，矩形区F的长度为图像A上的线段a的长度L2的2倍。
[0018]S5、利用矩形区F截取图像B，对所截取的矩形区F进行灰度化，得到图像C。
[0019]S6、求图像C最后10行的平均灰度m,
【权利要求】
1.一种KR脱硫铁水液面高度测量系统，其特征在于所述的铁水液面高度测量系统是:在铁水罐(3)倾翻方向一侧的上方固定地装有工业相机(I)，工业相机(I)的镜头正对铁水罐(3)回位后的回位方向一侧的铁水(4)液面，工业相机(I)位于铁水罐(3)形心转动的平面上；在铁水罐(3)回位方向一侧的铁水牵引车(5)上装有回位极限开关(6)，回位极限开关(6)位于铁水罐(3)回位完成时的相接触处；工业相机(I)的镜头上安装有滤光片(2)； 回位极限开关(6)与数据采集卡(7)的Α/D-l 口相连，工业相机(I)与计算机(9)相连，计算机(9)装有数据采集卡(7)和液面高度测量软件(8)。
2.根据权利要求1所述的KR脱硫铁水液面高度测量系统，其特征在于所述的液面高度测量软件(8)的主流程是: 51、输入参数 (1)铁水罐(3)处于回位状态时罐口离地面的高度H1， (2)图像A上的线段a的上端点距离图像A的上边缘的距离hl， (3)图像A上的线段a的长度L2， (4)物像比k； 52、扫描Α/D-l通道，当铁水罐(3)回位完成瞬间，检测到回位极限开关(6)闭合； 53、在回位极限开关(6)闭合瞬间，从工业相机(I)采集一幅回位方向一侧的铁水(4)液面图像，所述铁水(4)液面图像即为图像B ; 54、在图像B上确定一个矩形区F，矩形区F的中心线与图像B上的铁水罐(3)中心线重合，矩形区F上端与图像B上边缘的距离等于图像A上的线段a的上端点距离图像A的上边缘的距离hi，矩形区F的宽度为20个像素，矩形区F的长度为图像A上的线段a的长度L2的2倍； 55、利用矩形区F截取图像B，对所截取的矩形区F进行灰度化，得到图像C； 56、求图像C最后10行的平均灰度m
R 20 m = ic])/200
r-R-9 c-l 其中:Pc[r，c]为图像C第r行第c列的灰度值， R为图像C的灰度矩阵的行数； 57、对图像C进行二值化，二值化阈值为0.9X平均灰度m，得到二值化后的图像D; 58、将图像D从上往下相邻两行对应像素点的灰度值相减，将相减的结果取绝对值相加，再将相加的结果存入数组Arr中，SP
Arr[/] = Υ^\Ρυ[? + \,β-Ρη[?,]]\ ’
H-1 其中:PD[i，j]为图像D第i行第j列的灰度值； 59、找到数组Arr中的最大值，该最大值在数组Arr中索引为η； S10、计算铁水⑷液面闻度，H铁水液面高度=Hl_nXk ； SI 1、保存数据，本次测量结束。
3.如权利要求1所述KR脱硫铁水液面高度测量系统的使用方法，其特征在于所述方法的步骤是: 步骤一、未盛铁水[4]的铁水罐(3)处于回位状态时，在铁水罐(3)形心转动的平面与铁水罐(3)内壁的交线上从罐口往下标记一段线段a，线段a的长度LI为铁水罐(3)高度的0.15~0.25倍； 步骤二、启动计算机(9)装有的液面高度测量软件(8)，点击采集图像按钮，液面高度测量软件(8)通过工业相机(1)采集一幅包含铁水罐(3)内壁标记线段a的图像，得到图像A ; 步骤三、点击计算标记区长度按钮，液面高度测量软件(8)计算图像A上线段a的长度，得到图像A上的线段a的长度L2 ； 步骤四、点击计算物像比按钮，液面高度测量软件(8)计算得到物像比k，物像比k =L1/L2，其中:L1为线段a的长度，L2为图像A上的线段a的长度； 步骤四、点击计算罐口高度按钮，液面高度测量软件(8)在图像A上计算线段a的上端点距离图像A的上边缘的距离，得到图像A上的线段a的上端点距离图像A的上边缘的距离hi ； 步骤五、点击液面高度测量按钮，打开液面高度测量主界面； 步骤六、在液面高度测量主界面输入参数: (1)铁水罐(3)处于回位状态时罐口离地面的高度H1， (2)图像A上的线段a的上端点距离图像A的上边缘的距离hl， (3)图像A上的线段a的长度L2， (4)物像比k； 步骤七、点击开始测量铁水液面高度按钮，得到铁水(4)液面高度； 步骤八、液面高度测量完成，退出液面高度测量软件(8)，结束。
【文档编号】G01F23/00GK103954330SQ201410208174
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年5月16日 优先权日:2014年5月16日
【发明者】陈奎生, 肖林伟, 但斌斌, 湛从昌, 容芷君, 曾良才, 付连东, 陈新元, 朱学彪 申请人:武汉科技大学