专利名称：高速温度云图的绘制方法
技术领域：
本发明涉及钢铁浇铸过程中结晶器铜板温度的显示领域，更具体地，涉及钢铁浇铸过程中结晶器铜板的温度云图的绘制方法和获取结晶器铜板上任意点的温度值的方法。
背景技术：
在现代钢铁生产中，浇钢漏钢率是连铸生产中的重要技术指标之一。如果浇铸过程中发生漏钢事件，则需要花费很高费用进行修复设备，并且影响生产。为避免漏钢的发生，就必须在有可能发生漏钢的时候将其检测出来，提醒操作人员或自动地降低拉速。在所有漏钢事故中，粘结性漏钢的发生率最高，高达70%。因此，减少粘结性漏钢是降低连铸漏钢率的关键。与其它漏钢事故不同的是，粘结性漏钢有一个重要特征当铸坯与结晶器铜板发生粘结时，结晶器铜板的局部区域温度就会升高。通过埋设在结晶器铜板内的热电偶来检测铜板局域温度是否有变化，以及变化的特征是否符合粘结性漏钢的特征，就可以在铸坯与结晶器铜板发生粘结时，破裂口拉出结晶器下端之前发出警报，进而采取适当的措施防止漏钢事故的发生。由于计算机技术、图像处理技术的进步和数学模型的深化，提出了结晶器“可视化”的概念。结晶器“可视化”要求能直观显示结晶器铜板内的热电偶测量到的温度，从而实时监控结晶器铜板的温度变化。一般地，在现有技术中将结晶器铜板内的热电偶测量到的温度绘制成温度云图并实时显示，通过将这些温度云图与正常状态下的温度云图进行比较，可以直观地预先判断事故，预测铸胚缺陷，和预警操作人员。为了能更准确地反映结晶铜板温度的变化，需要在结晶器铜板内设置大量的热电偶，即温度采集点，然后绘制温度云图。在绘制温度云图前，先要计算等温线。在现有技术中，采用的方法是先计算给定温度值在整个铜板表面的等温线，绘制完每条等温线后，即可完成整个铜板的多条等温线的绘制工作。另外，在计算等温线的过程中，需要处理闭合与非闭合等温线的情况，并且在每个等温点的计算过程中，需要设定等温线进入方向的规则。然而，由于整块铜板的温度采集点很多，按照上述方法将这些温度采集点的温度绘制成温度云图并且显示出来往往需要较长时间，从而不能做到对结晶器铜板温度的真正意义上的实时监控，因此对漏钢事故的误报率高，准确率低，无法达到生产要求。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题而提出。本发明的目的是提供结晶器铜板温度的高速温度云图的绘制方法和获取结晶器铜板上任意点的温度值的方法，从而实时和直观地监控结晶器铜板温度变化，及时调整工艺操作。根据本发明提供的高速温度云图的绘制方法，包括通过在结晶器铜板中设置多行多列个热电偶而测得多个温度值；基于所测得的温度值，利用插值算法计算出多个预测温度值点，从而根据所述预测温度值点，将结晶器铜板划分为多个小矩形区域；根据所述小矩形区域和形成所述小矩形区域的所述预测温度值点构建温度云图的小矩形区域集合图；在所述小矩形区域集合图的每个小矩形区域中绘制等温线；根据预设的温度与颜色的对应关系，在每两条相邻的所述等温线之间的区域填充与所述等温线所表征的温度对应的颜色，并且，随着所述等温线所表征的温度的变化，所述等温线之间的区域的颜色按照预设的温度与颜色的对应关系而变化。另外，所述热电偶按照MRx N列进行设置，110，115。另外，所述预测温度值点的数量为4000 6000个。另外，所述预测温度值点的数量为5000个。另外，在每个所述小矩形区域中绘制等温线的步骤包括获取所述多个小矩形区域中的一个的四个角的温度T1、T2、T3和Τ4 ；将所述温度Τ1、Τ2、Τ3和Τ4中的最小值表示为t0，最大值表示为tl ；绘制温度大于t0并且小于tl的最多50条等温线，相邻的两条所述等温线的温度差为At。另外，所述温度差At可以是0. 5°C 5°C。另外，所述温度差Δ t优选为1°C。另外，优选地，当绘制所述多条等温线的每条时，在所述小矩形区域的四条边上获取与要绘制的所述等温线的温度相等的点，然后将所获取的点以直线连接，从而绘制出所述等温线。另外，对应于每个所述温度的等温线可以是1条或2条。另外，给每两条相邻的所述等温线之间的区域填充不同颜色的步骤包括色标设定的步骤，所述色标设定的步骤包括在所述铜板结晶器的温度范围内设定多个控制点；设定所述控制点对应的颜色；相邻控制点之间的温度对应的颜色通过线性差值计算方法获得。通过本发明提供的结晶器铜板温度的高速温度云图的绘制方法，能够在10-30ms 内绘制并且显示每块铜板5000个温度采样点的温度云图，真正达到实时和直观地显示结晶器铜板温度变化，提高了漏钢预报的准确率，降低了误报率，使操作者能直观地“看”到结晶器内部情况，衡量工艺状况，对稳定连铸操作，获得更好的铸坯质量具有积极作用。另外，本发明提供一种获取结晶器铜板上任意点的温度值的方法，包括通过在结晶器铜板中设置多行多列个热电偶而测得多个温度值；基于所测得的温度值，利用插值算法计算出多个预测温度值点，从而根据所述预测温度值点将结晶器铜板划分为多个小矩形区域；根据所述小矩形区域和形成所述小矩形区域的所述预测温度值点构建温度云图的小矩形区域集合图；获取所述多个小矩形区域中的一个的四个角的温度T1、T2、T3和Τ4 ；设定所述一个小矩形区域中除了所述四个角以外的任意一点0到所述四个角的距离分别为 OTl，0T2, 0T3, 0T4 ；
权利要求
1.一种高速温度云图的绘制方法，包括通过在结晶器铜板中设置多行多列个热电偶而测得多个温度值； 基于所测得的温度值，利用插值算法计算出多个预测温度值点，从而根据所述预测温度值点将结晶器铜板划分为多个小矩形区域；根据所述小矩形区域和形成所述小矩形区域的所述预测温度值点构建温度云图的小矩形区域集合图；在所述小矩形区域集合图的每个小矩形区域中绘制等温线；根据预设的温度与颜色的对应关系，在每两条相邻的所述等温线之间的区域填充与所述等温线所表征的温度对应的颜色，并且，随着所述等温线所表征的温度的变化，所述等温线之间的区域的颜色按照预设的温度与颜色的对应关系而变化。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述热电偶按照M行XN列进行设置，1 < M ^ 10,1 < N ^ 15ο
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预测温度值点的数量为4000 6000个。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预测温度值点的数量为5000个。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，在每个所述小矩形区域中绘制等温线的步骤包括获取所述多个小矩形区域中的一个的四个角的温度Τ1、Τ2、Τ3和Τ4 ； 将所述温度Tl、Τ2、Τ3和Τ4中的最小值表示为t0，最大值表示为tl ； 绘制温度大于t0并且小于tl的最多50条等温线，相邻的两条所述等温线的温度差为At。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，当绘制所述多条等温线中的每条时，在所述小矩形区域的四条边上获取与要绘制的所述等温线的温度相等的点，然后将所获取的点以直线连接，从而绘制出所述等温线。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，所述温度差At为0.5°C 5°C。
8.根据权利要求5或6所述的方法，其中，所述温度差At为1°C。
9.根据权利要求5所述的方法，其中，对应于每个所述温度的等温线的数目是1条或2
10.根据权利要求1所述的方法，其中，在每两条相邻的所述等温线之间的区域填充不同颜色的步骤包括色标设定的步骤，所述色标设定的步骤包括在所述铜板结晶器的温度范围内设定多个控制点； 设定所述控制点对应的颜色；相邻控制点之间的温度对应的颜色通过线性差值计算方法获得。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述铜板结晶器的温度范围为20 200°C，所述控制点的数目为5个。
12.一种获取结晶器铜板上任意点的温度值的方法，包括通过在结晶器铜板中设置多行多列个热电偶而测得多个温度值； 基于所测得的温度值，利用插值算法计算出多个预测温度值点，从而根据所述预测温度值点将结晶器铜板划分为多个小矩形区域；根据所述小矩形区域和形成所述小矩形区域的所述预测温度值点构建温度云图的小矩形区域集合图；获取所述多个小矩形区域中的一个的四个角的温度Tl、T2、T3和Τ4; 设定所述一个小矩形区域中除了所述四个角以外的任意一点0到所述四个角的距离分别为 OT1，0Τ2, 0Τ3, 0Τ4 ；通过以下公式计算所述四个角的每个角的温度对0点预测温度值的贡献度
全文摘要
本发明提供一种高速温度云图的绘制方法，包括通过在结晶器铜板中设置多行多列个热电偶而测得多个温度值；基于所测得的温度值，利用插值算法计算出多个预测温度值点，从而根据预测温度值点将结晶器铜板划分为多个小矩形区域；根据小矩形区域和形成小矩形区域的预测温度值点构建温度云图的小矩形区域集合图；在小矩形区域集合图的每个小矩形区域中绘制等温线；根据预设的温度与颜色的对应关系，在每两条相邻的等温线之间的区域填充与等温线所表征的温度对应的颜色，并且，随着等温线所表征的温度的变化，等温线之间的区域的颜色按照预设的对应关系而变化。通过本发明提供的方法，可以实时和直观地监控结晶器铜板温度变化，及时调整工艺操作。
文档编号G01K7/04GK102169025SQ20101061441
公开日2011年8月31日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者刘超, 吴鹏, 李富帅, 李晋, 白居冰, 蔡娥, 许军 申请人:中冶连铸技术工程股份有限公司