专利名称：一种基于多源信息融合的料面温度场检测方法
技术领域：
本发明涉及能源与动力工程技术领域，特别是涉及一种基于多源信息融合的料面温度场检测方法。
背景技术：
钢铁工业在国民经济发展中一直占据着非常重要的位置，国民经济增长率和钢铁需求量之间存在着非常紧密的关系。据美国《世界钢铁动态》杂志社的研究，钢铁需求量受经济增长率的影响，如果经济年增长率为2%，则钢铁需求量没有多大变化；但是如果经济增长为7 %，钢铁需求量就可能会上涨10% t21。国家统计局近年来发表的统计数据表明，我国每年的经济增长率都介于8 9%之间，由此预测我国对钢铁的需求旺盛，市场潜力巨大。国家统计局2006年主要工业产品产量的统计数据显示，我国粗钢突破4亿吨，达·到42266万吨，同比增长19. 7%,占全球产量的33%以上；生产生铁40417万吨，同比增长19. 7%，占全球产量的46%以上。虽然我国的钢铁产量高，但是钢铁业呈粗放型发展的特点，钢铁工业吨钢综合能耗比世界先进水平高15% -20%，资源有效利用率比世界先进水平低 20% —40% ο近些年来，随着冶金技术，人工智能和建模理论的不断发展，高炉生产实践的需要，节能减排和质量产量要求的不断提高，传统的高炉生产和检测方式已经很难满足现在的要求，因此采用先进的检测技术，结合机理和智能的方法建立高炉生产过程的局部甚至全炉模型，在一定程度上能够反映高炉的生产状态，优化高炉生产过程状态，指导高炉现场人员操作，对于提高高炉铁水产量和质量、降低企业生产成本、减少能源消耗和污染物排放水平，提高企业的经济效益，社会效益以及市场竞争能力具有十分重要的意义。获得理想的高炉内部温度场分布是高炉操作的重要目标之一，温度场的分布是影响着高炉炉况，产品产量与质量，高炉寿命等根本因素。高炉料面温度与煤气流成正相关系，还可以有效地判断炉况，例如中心煤气流过重，会导致边缘料速缓慢易产生炉墙结瘤，焦比增大；中心煤气流过轻，容易引发高炉向量，炉料下行不顺，常会发生悬料等异常炉况；边缘气流过重，会导致炉墙腐蚀严重，煤气利用率低，料速减慢；边缘过轻，容易发生炉墙结瘤结厚等异常。但是由于高炉内温度场的分布无法直接检测，现有的炉温检测手段主要有在线炉衬热电偶的温度、炉壁冷却软水温度，炉喉十字测温温度和上升管温度，无法直接反映高炉炉内料面温度；采用离线的检测手段主要通过检测铁水中硅含量，离线检测主要表现为滞后严重，准确性不高，难以实现在线监控，不能指导实时操作。因此炉温的监控主要是基于操作人员的经验来判断高炉内温度分布情况，进而估计高炉炉况，但限于操作人员的经验很难在短时间内对大量数据进行分析判断，因此得到的结论难免片面，而且人为差别大，工作效率低。检测高炉温度分布信息的缺失或者不准确，不仅造成高炉操作判断失误，形成高炉事故，也使得闭环自动控制十分困难。因此，研究高炉温度场分布的检测方法及其性能评估方法，能够提高判断炉况的准确性和效率，及早发现内部温度场分布的变化状况，为操作人员预先采取措施避免异常的发生提供了宝贵的时间，而且由于采用统一的检测信息评判标准，可以避免人工操作经验差异造成的炉况波动，减少炉况波动对高炉正常生产的影响，这对于高炉生产的稳定和安全具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种基于多源信息融合的料面温度场检测方法；该方法利用检测到的多源信息，包括红外摄像图像、雷达料线、矿焦比、热风温度、热风压力和十字测温热电偶温度，利用支持向量机的数据驱动方法建立料面温度场分布模型，对高炉内部冶炼过程实现在线监控，实时指导高炉操作，保证高炉的安全平稳运行，实现闻炉长寿，优质，闻广，低耗。 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的一种基于多源信息融合的高炉料面温度检测方法，包括以下步骤(I)采集建立料面温度场所需的红外图像、雷达料线、热风温度、热风压力、十字测温热电偶数据，并对多源检测信息进行时间配准；(2)建立基于十字测温的料面温度估计映射模型，计算与十字测温点对应的料面温度；建立的基于十字测温的料面温度估计映射模型如下
权利要求
1 .一种基于多源信息融合的高炉料面温度检测方法，其特征在于，包括以下步骤 (1)采集建立料面温度场所需的红外图像、雷达料线、热风温度、热风压力、十字测温热电偶数据，并对多源检测信息进行时间配准； (2)建立基于十字测温的料面温度估计映射模型，计算与十字测温点对应的料面温度；建立的基于十字测温的料面温度估计映射模型如下
全文摘要
本发明公开了一种基于多源信息融合的高炉料面温度检测方法，针对高炉内部料面温度无法有效检测的问题，利用高炉已有的间接反映料面温度的多源检测信息，包括红外图像、料面温度、矿焦比、热风压力、热风温度、雷达料线多源检测信息。采用信息融合技术、图像处理技术、机理推导和数据驱动等建立料面温度场的分布模型，本发明方法能够全面准确的反映高炉内部的温度场分布，精度高、偏差小，实时性强、可视化好等特点；能有效用于检测炉内温度变化，并为高炉优化控制和炉况诊断等提供准确的操作指导，保证高炉安全平稳运行，实现高炉长寿、优质、高产、低耗具有很大的帮助，有良好的经济效益和社会效益。
文档编号C21B7/24GK102732660SQ20121022463
公开日2012年10月17日 申请日期2012年6月27日 优先权日2012年6月27日
发明者吴平, 方雄, 杨春节, 林舒, 滕宇, 陈毅夫, 黄龙诚 申请人:浙江大学