专利名称：一种转炉火焰温度检测系统和方法
技术领域：
本发明属于炼钢自动化控制领域，尤其涉及一种转炉火焰温度检测系统和方法。
背景技术：
炼钢终点控制是转炉炼钢的关键技术之一，而由于终点钢水温度的高低对钢的质量有重要的影响，对终点钢水温度的测量成为炼钢终点控制的重要技术。而火焰温度与钢水温度有极大的相关性、是钢水温度的重要标志，因此可通过对转炉炉口的火焰温度的测量来获取钢水温度。
目前，对转炉炉口的火焰温度的测量有两种方式，一种方式为人工经验看火，即通过转炉炉口火焰的亮度和形状，人工推断火焰的温度，但是该方式无法实现连续看火，且检测过程易受人的工作状态的影响，检测结果的准确度低。另一种方式为采用热电偶装置，上述热电偶装置利用热电动势与温度的函数关系，制成热电偶分度表，且其将两种不同成份的导体(称为热电偶丝材或热电极)两端接合成回路，其中直接用作测量介质温度的一端叫做工作端(也称为测量端)，另一端叫做冷端(也称为补偿端)，冷端与上述热电偶分度表相连。其工作原理为当测量物体温度时，会导致上述接合的接合点温度不同，从而在回路中就会产生电动势，即热电动势，继而可根据热电动势与温度的函数关系通过上述热电偶分度表显示所测物体的温度。但是热电偶装置自身是消耗型装置，且其只能点测，不能实现对转炉炉口的火焰温度的连续检测。可见，上述方法在对转炉炉口的火焰温度进行测量时，均存在不能连续检测的缺点，故研究并提供一种能够对转炉炉口的火焰温度进行连续检测的系统和方法成为本领域亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种转炉火焰温度检测系统和方法，以解决上述问题，实现对转炉炉口的火焰温度进行连续检测的目的。为此，本发明采用的技术方案如下—种转炉火焰温度检测系统，包括图像获取模块、图像处理模块以及计算模块，其中所述图像获取模块，用于获取转炉炉口的火焰图像信息；所述图像处理模块，用于对所述火焰图像信息进行预处理，得到火焰图像；所述计算模块，用于依据物体的辐射光谱与物体温度存在非线性的关系计算所述火焰图像中各个像素的温度值，并依据所述各个像素的温度值获取转炉炉口的火焰温度。优选的，所述图像获取模块包括滤光镜片、电动变焦镜头和彩色电荷耦合元件CCD 相机，其中所述滤光镜片，安装在所述电动变焦镜头上；所述电动变焦镜头，安装在所述彩色CCD相机上；
所述彩色CXD相机，用于采集转炉炉口的火焰图像信息。优选的，所述滤光镜片为中性衰减片。优选的，所述电动变焦镜头为6-10倍变焦镜头。优选的，所述图像处理模块包括图像采集卡，用于将图像获取模块中获取的火焰图像信息转换为红绿蓝RGB三色矩阵存储模式的火焰图像信息；存储单元，用于接收所述RGB三色矩阵存储模式的火焰图像信息并保存；灰度单元，用于对所述存储单元中保存的RGB三色矩阵存储模式的火焰图像信息对应的彩色图像进行灰度处理；噪声滤除单元，用于对经过所述灰度处理后的图像进行噪声滤除；
分割单元，用于对经过所述噪声滤除后的图像进行图像分割，得到火焰图像。优选的，所述计算模块具体用于依据公式
权利要求
1.一种转炉火焰温度检测系统，用于对转炉炉口的火焰温度进行检测，其特征在于，包括图像获取模块、图像处理模块以及计算模块，其中所述图像获取模块，用于获取转炉炉口的火焰图像信息；所述图像处理模块，用于对所述火焰图像信息进行预处理，得到火焰图像；所述计算模块，用于依据物体的辐射光谱与物体温度存在非线性的关系计算所述火焰图像中各个像素的温度值，并依据所述各个像素的温度值获取转炉炉口的火焰温度。
2.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述图像获取模块包括滤光镜片、电动变焦镜头和彩色电荷耦合元件CCD相机，其中所述滤光镜片，安装在所述电动变焦镜头上；所述电动变焦镜头，安装在所述彩色CCD相机上；所述彩色CCD相机，用于采集转炉炉口的火焰图像信息。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述滤光镜片为中性衰减片。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述电动变焦镜头为6-10倍变焦镜头。
5.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述图像处理模块包括图像采集卡，用于将图像获取模块中获取的火焰图像信息转换为红绿蓝RGB三色矩阵存储模式的火焰图像信息；存储单元，用于接收所述RGB三色矩阵存储模式的火焰图像信息并保存；灰度单元，用于对所述存储单元中保存的RGB三色矩阵存储模式的火焰图像信息对应的彩色图像进行灰度处理；噪声滤除单元，用于对经过所述灰度处理后的图像进行噪声滤除；分割单元，用于对经过所述噪声滤除后的图像进行图像分割，得到火焰图像。
6.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述计算模块具体用于依据公式
7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述图像获取模块还包括机械保护箱，其用于封装所述滤光镜片、所述电动变焦镜头和所述彩色CCD相机。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述图像获取模块还包括视镜，所述视镜安装于所述机械保护箱上，用于方便所述彩色CCD相机透过其拍摄转炉炉口的火焰图像信肩、O
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述图像获取模块还包括镜头吹扫装置， 其安装于所述机械保护箱内，用于对所述视镜表面的灰尘进行吹扫。
10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述图像获取模块还包括备用电源，所述备用电源用于当外接电源出现故障时，对所述系统临时供电。
11.一种转炉火焰温度检测方法，基于如权利要求I所述的转炉火焰温度检测系统，用于对转炉炉口的火焰温度进行检测，其特征在于，包括获取转炉炉口的火焰图像信息；对所述火焰图像信息进行预处理，得到火焰图像；计算所述火焰图像中各个像素的温度值，并依据所述各个像素的温度值获取转炉炉口的火焰温度。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，获取转炉炉口的火焰图像信息包括 采用滤光镜片均匀衰减火焰的光强；利用电动变焦镜头调整彩色CCD相机的焦距；利用所述彩色CCD相机采集转炉炉口的火焰图像信息。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述预处理包括将图像获取模块中获取的火焰图像信息转换为红绿蓝RGB三色矩阵存储模式的火焰图像信息；接收所述RGB三色矩阵存储模式的火焰图像信息并保存；对所述保存的RGB三色矩阵存储模式的火焰图像信息对应的彩色图像进行灰度处理； 对经过所述灰度处理后的图像进行噪声滤除；对经过所述噪声滤除后的图像进行图像分割，得到火焰图像。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述计算所述火焰图像中各个像素的温度值包括依据公式
全文摘要
本发明公开了一种转炉火焰温度检测系统和方法，所述系统包括图像获取模块、图像处理模块和计算模块，其中所述图像获取模块，用于获取转炉炉口的火焰图像信息；所述图像处理模块，用于对所述火焰图像信息进行预处理，得到火焰图像；所述计算模块，用于依据物体的辐射光谱与物体温度存在非线性的关系计算所述火焰图像中各个像素的温度值，并依据所述各个像素的温度值获取转炉炉口的火焰温度。由于该系统对转炉炉口火焰温度的检测是在对转炉炉口火焰图像信息分析的基础上进行，图像获取模块可以实时连续获取火焰图像，故本发明可实现对转炉炉口的火焰温度的连续检测。
文档编号C21C5/30GK102634632SQ201210141490
公开日2012年8月15日 申请日期2012年5月9日 优先权日2012年5月9日
发明者何涛焘, 冯正金, 文华北, 田陆 申请人:湖南镭目科技有限公司