所述图像处理装置连接，所述振动检测装置用于检测所述结晶器的振动状态，并将将测到的参数输送至所述图像处理装置。图像处理装置根据钢水的实时液位高度与结晶器的振动参数，获得该检测点的钢水液面10在不同时间的实际高度，然后取平均值作为钢水在这一段时间内的液面高度。结合结晶器振动状态可以得到钢水液面10在不同时间段的波动信息，可以获得更加真实的钢水液面10高度，方便进行控制与调整，不会出现因检测结果与真实值偏差过大而导致结晶器内实际钢水过少或钢水液面10过高导致溢出等现象发生，保证安全。
[0045]本实用新型还包括用于对所述照明装置与图像采集装置进行冷却的冷却装置，所述冷却装置包括上冷却板7和下冷却板1，所述下冷却板I与所述结晶器连接，所述上冷却板7与所述下冷却板I连接，所述照明装置与图像采集装置设置于所述上冷却板7与下冷却板I之间；所述上冷却板7与下冷却板I内均设有空腔，且所述上冷却板7与下冷却板I均连接有用于接入冷却循环水的冷却水管接头6。由于钢水温度较高，为了保护照明装置与图像采集装置，避免因温度过高而被损坏，将所述照明装置与图像采集装置安装在上冷却板7与下冷却板I之间，上冷却板7与下冷却板I的内部均为空心结构，其内通有循环冷却水，利用冷却循环水将热量带走，保证照明装置与图像采集装置能够正常工作。
[0046]安装时，下冷却板I通过安装螺钉9安装在结晶器的上缘，照明装置与图像采集装置安装在下冷却板I上，上冷却板7通过冷却板连接螺钉8连接在下冷却板I上；照明装置与图像采集装置的电源线、通信线缆等的电缆插头5均设置在下冷却板I上，见图3-5所不O
[0047]具体的，所述图像采集装置为红外摄像机4 ;另外，所述图像采集装置还包括用于辅助所述红外摄像机4进行图像采集的两台第二摄像机3，两台所述第二摄像机3对称设置于所述红外摄像机4的两侧。红外摄像机4用于拍摄结构光11的投影图像，第二摄像机3为普通的摄像机，用于拍摄同一时刻结晶器内部的图像，以辅助图像处理装置进行处理、分析；使得图像处理结果更加准确。
[0048]优选的，所述照明装置发出的结构光11的照射方向与所述图像采集装置的拍摄方向之间的夹角为10-30度，所述照明装置发出的结构光11的宽度小于或等于I毫米；以便区分不同液位高度时的结构光11的投影图像，使测量结果更加准确。
[0049]优选的，所述照明装置发出的结构光11为一条或多条，分析这些结构光11的投影，还可以得到更多的保护渣表面位置信息。可通过图像处理装置的人机交互界面设置一个或多个兴趣区，处理时，对数值偏差过大的不正常图像不予分析。通过设置兴趣区，可排除一些异常干扰图像，如钢流图像等，在保证数据的准确性的同时，减少了需要处理的图像的数量，可提高系统处理和分析速度。
[0050]虽然直接分析保护渣与结晶器内部交界的图像，也可以得到保护渣表面高度信息，但是有结构光11的投射，会使得分析变得更简单、快速，更容易排除干扰。
[0051]优选的，所述照明装置为结构光激光器2，可以发出宽度小于或等于1_的结构光
Ilo
[0052]其中的图像处理装置具体可以是:计算机、微处理器、DSP(中文名称:数字信号处理器，英文名称:digital signal processor)等具备分析计算能力的装置，该图像处理装置应包括必要的人机交互和显示装置、图像信号及模拟数字信号采集装置。
[0053]优选地，图像处理装置可自动调整图像采集装置的光圈和/或曝光时间，多次获取图像。由于结晶器内部各部分亮度不一致，各部分采集最佳图像质量的参数也不一致，通过多次不同参数曝光得到各部分质量的相对较好的、细节较多的图像，拼接出整体质量更好的图像，使得后续处理更方便精准。
[0054]图像采集装置优选为针孔镜头，可减小装置整体的体积，降低冷却难度，方便现场安装。
[0055]优选地，在同一个结晶器上可安装多套照明装置和图像采集装置，从而可以同时获得多个位置的结晶器液位信息，使得测量结果更加全面可靠。同时，这种安装方式也提高了系统的可靠性，容错性，也更便于在线检修，更换零部件时无需中断生产，不影响生产进度。
[0056]另外，本实用新型还公布了如上所述结晶器液位测量系统的测量方法，包括以下步骤:
[0057]S1、将所述照明装置与所述图像采集装置安装在所述结晶器上缘；
[0058]S2、打开照明装置，使其发出的发出结构光11依次照射于:结晶器内的液面、结晶器内壁与液面的交界处、以及结晶器内壁上；
[0059]S3、利用所述图像采集装置获取照明装置投射的结构光11线条和结晶器内部的图像?目息;
[0060]S4、将保护渣的厚度信息输入图像处理装置；
[0061]S5、将结晶器的振动信息输入图像处理装置；
[0062]S6、图像处理装置分析图像采集信息得到的结构光11线条图像和结晶器内部图像信息，得到保护渣表面高度信息；
[0063]S7、图像处理装置结合保护渣厚度信息和保护渣表面高度信息，得到结晶器内钢水的液位高度信息；
[0064]S8、图像处理装置结合结晶器内钢水的液位高度信息与结晶器振动信息，得到单点或多点的结晶器内钢水的实时液位信息。可通过图像处理装置的人机交互界面设置一个或多个兴趣区，处理时，对数值偏差过大的不正常图像不予分析。通过设置兴趣区，可排除一些异常干扰图像，如钢流图像等，在保证数据的准确性的同时，减少了需要处理的图像的数量，可提高系统处理和分析速度。
[0065]S9、图像处理装置将最终的结晶器内钢水的实时液位信息输送至控制装置以进行调节。
[0066]其中，在所述步骤S4中，所述保护渣的厚度信息为经验值、或利用熔融法测量到的厚度值。有些现场并不关心结晶器内金属液位的绝对值，这种情况下，可以通过人机界面或其他方式直接输入保护渣厚度值的经验值。
[0067]由以上实施例可以看出，与射源型结晶器液位检测系统相比，本实用新型无放射性危害，生产运输存储安装使用等过程无需特殊防护；本实用新型还可以实现多点备份；射源型结晶器液位检测系统只能整个液面的平均值，而本实用新型可以得到金属液位的多点信息，自动控制系统可以据此进行更好的控制；与涡流型结晶器液位检测系统相比，本实用新型对安装环境要求较低，可以安装在包括小断面的各种连铸机上；与红外型相比，本实用新型不受烟气等干扰，不受现场环境影响，不影响加渣等作业，安装也更为便利；与电磁型相比，本实用新型无需改造结晶器内壁，价格更具优势，安装更方便。
[0068]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种结晶器液位测量系统，其特征在于，包括: 照明装置，用于发出结构光，所述结构光照射于:结晶器内的液面、结晶器内壁、以及所述内壁与液面的交界处； 图像采集装置，用于获取所述结构光在:结晶器内的液面、内壁与液面交界处、以及结晶器内壁的投影组成的图像； 图像处理装置，用于对所述图像采集装置获取到的图像进行处理，得出液面高度； 所述图像采集装置与所述图像处理装置连接，所述照明装置与图像采集装置均安装在所述结晶器的上缘上、或设置于所述结晶器上缘的上方。2.如权利要求1所述的结晶器液位测量系统，其特征在于，还包括振动检测装置，所述振动检测装置与所述图像处理装置连接，所述振动检测装置用于检测所述结晶器的振动状态，并将将测到的参数输送至所述图像处理装置。3.如权利要求1所述的结晶器液位测量系统，其特征在于，还包括用于对所述照明装置与图像采集装置进行冷却的冷却装置，所述冷却装置包括上冷却板(7)和下冷却板(1)，所述下冷却板(I)与所述结晶器连接，所述上冷却板(7)与所述下冷却板(I)连接，所述照明装置与图像采集装置设置于所述上冷却板(7)与下冷却板(I)之间；所述上冷却板(7)与下冷却板(I)内均设有空腔，且所述上冷却板(7)与下冷却板(I)均连接有用于接入冷却循环水的冷却水管接头(6)。4.如权利要求1所述的结晶器液位测量系统，其特征在于，所述图像采集装置为红外摄像机⑷。5.如权利要求4所述的结晶器液位测量系统，其特征在于，所述图像采集装置还包括用于辅助所述红外摄像机(4)进行图像采集的两台第二摄像机(3)，两台所述第二摄像机(3)对称设置于所述红外摄像机(4)的两侧。6.如权利要求1所述的结晶器液位测量系统，其特征在于，所述照明装置发出的结构光的照射方向与所述图像采集装置的拍摄方向之间的夹角为10-30度。7.如权利要求6所述的结晶器液位测量系统，其特征在于，所述照明装置发出的结构光为一条或多条。8.如权利要求1所述的结晶器液位测量系统，其特征在于，所述照明装置为结构光激光器⑵。
【专利摘要】本实用新型属于结晶器液位检测技术领域，公开了一种结晶器液位测量系统，通过在结晶器上缘设置可发射结构光的照明装置，并通过图像采集装置采集该结构光在保护渣表面、结晶器内壁以及两者交界处的投影，分析得出钢水的真实液位高度。本实用新型无放射性危害，生产运输存储安装使用等过程无需特殊防护，可以得到金属液位的多点信息，自动控制系统可以据此进行更好的控制；本实用新型对安装环境要求较低，可以安装在包括小断面的各种连铸机上；不受烟气等干扰，不受现场环境影响，不影响加渣等作业，安装便利；无需改造结晶器内壁，价格更具优势。
【IPC分类】G01F23/00
【公开号】CN204788558
【申请号】CN201520527980
【发明人】桑建伟, 代东明
【申请人】北京中远通科技有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年7月20日