基于图像处理的喷煤支管测堵防堵方法
【专利摘要】本发明提供基于图像处理的喷煤支管测堵方法包括以下步骤：对采集的风口视频图像进行去噪处理；选定喷煤支管出口处的区域作为图像测堵的数据区，计算该区域内的灰度平均值，与预设的灰度阈值做比较，当灰度平均值大于灰度阈值时，判断喷煤支管无煤粉喷出；当灰度平均值小于或等于灰度阈值时，判断喷煤支管有煤粉喷出；接收喷煤系统的数据，当喷煤系统的数据为正执行喷煤动作，而喷煤支管无煤粉喷出，则判断喷煤支管堵塞。本方法利用图像处理技术判断喷煤支管是否有煤粉喷出，结合喷煤系统的数据判断喷煤支管是否堵塞，简单方便快捷，避免了现有技术安装困难或参数难以调校的问题。
【专利说明】基于图像处理的喷煤支管测堵防堵方法
【技术领域】
[0001]本发明属于高炉喷煤系统测控领域，特别涉及高炉喷煤支管测堵和自动喷吹防堵的方法。
【背景技术】
[0002]煤粉分配器至高炉各个风ロ的喷煤支管口径较小，在生产过程中，喷煤支管易发生堵塞。当支管堵塞后，会造成喷煤量減少，高炉圆周方向喷煤不均匀，这对稳定煤粉喷吹、提高喷吹量、保证炉况顺行是极为不利的。针对高炉冶炼过程的特点研发ー套喷煤支管的测堵防堵方法是炼铁技术发展的大趋势。
[0003]目前，常见的高炉喷煤支管测堵方法主要有以下几种:
[0004](I)光学测堵法:国外很多高炉喷煤系统的喷煤支管测堵主要采用光学法，如荷兰达涅利的技术，在风ロ窥视孔处安装了测堵装置，由于在风ロ窥视孔插入测头，影响人员对风ロ内部的观察。人员毎次需要观看风ロ情况时，要将探头由窥视孔处取下来，观察后还要安装回去。如果观察时间长，测堵装置就发出报警讯号，引起诸多不便。
[0005](2)微波测堵法:微波测堵法可在线监测喷煤总管及各分支管道的煤粉浓度，通过先进的多普勒原理来监测煤粉浓度及堵塞情況。被检测的介质数量(即煤粉浓度)与发、反射波幅度之差成正比例关系。检测到的幅差越大，则煤粉浓度越高。如德国斯威尔公司研制的煤粉流量探測器，其产生微波信号由发射器投射到的透明窗ロ必须是玻璃或陶瓷等非导电材料，否则就无法传递及正确检测到固体流量，具有一定的局限性，同时安装困难，报警值难以调校，生产中需经常调校报警值，维护量大。
[0006](3)温度测堵法等:国内高炉喷煤系统不断引进国外技术并进行ー些自主研发，取得了长足的进步，喷煤支管测堵应用较多技术包括，基于达涅利技术的光学测堵装置、电容法和温度法等。而宝钢、首钢等钢厂喷煤支管测堵则采用温度法，根据高炉喷煤系统煤粉温度始終高于环境温度的实际エ况条件，通过监测各支管温度的变化，在线监测各支管在喷吹中的堵塞等非正常状态。它通过安装在管道上的测温元件測量管道内的温度，并经连接线路输入控制计算机，判断管道是否堵塞，其关键是:持续加热所述测温元件，在高速煤粉流股的作用下，传感装置加热升温效果被抑制，则测温元件显示的温度低于ー个预定值，表明管道通畅；反之，如传感装置的持续电加热功能使传感器温度快速上升，则测温元件显示的温度高于该预定值，表明管道堵塞。该方法结构简单、安装方便，但报警參数难以调校，且需要较多的温度模拟量输入模块，维护量较大。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题是:提供一种基于图像处理的喷煤支管测堵防堵方法，能够较为简单方便的对喷煤支管进行测堵和防堵。
[0008]本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案:一种基于图像处理的喷煤支管测堵方法，其特征在于:它包括以下步骤:[0009]步骤一、图像采集:采集风ロ视频图像；
[0010]步骤二、图像预处理:对采集的风ロ视频图像进行去噪处理；去噪处理包括依次进行的时间尺度的中值滤波、时间上的平均滤波和空间上的平均滤波；
[0011]步骤三、图像数据计算:选定喷煤支管出口处的区域作为图像测堵的数据区，计算该区域内的灰度平均值，与预设的灰度阈值做比较，当灰度平均值大于灰度阈值时，判断喷煤支管无煤粉喷出；当灰度平均值小于或等于灰度阈值时，判断喷煤支管有煤粉喷出；
[0012]步骤四、测堵:接收喷煤系统的数据，当喷煤系统的数据为正执行喷煤动作，而步骤三得到判断喷煤支管无煤粉喷出，则判断喷煤支管堵塞。
[0013]按上述测堵方案，所述的步骤二分为以下几个步骤:
[0014]2.1、对采集到的图像按帧编号:A[k] [j] [i],其中k为帧号，i为ー帧图像的行号，j为ー帧图像的列号；
[0015]2.2、对上述图像采用基于时间尺度的中值滤波:从第I帧图像开始，选定连续的m帧图像作为一組，对其进行中值滤波得到第一个中值滤波图像B[l][j][i];每新采集到I帧图像时选定包括新采集的图像在内的最后m帧图像作为一組，对其进行中值滤波得到中值滤波图像，即:第X个中值滤波图像B[x] [j] [i] = {A[x] [j] [i],A[x+l] [j] [i],……,A[x+m-2] [j] [i], A[x+m-l] [j] [i]}；
[0016]2.3、对X个中值滤波图像采用基于时间尺度的均值滤波，得到时间均值滤波图像
【权利要求】
1.一种基于图像处理的喷煤支管测堵方法，其特征在于:它包括以下步骤: 步骤一、图像采集:采集风ロ视频图像； 步骤二、图像预处理:对采集的风ロ视频图像进行去噪处理；去噪处理包括依次进行的时间尺度的中值滤波、时间上的平均滤波和空间上的平均滤波； 步骤三、图像数据计算:选定喷煤支管出口处的区域作为图像测堵的数据区，计算该区域内的灰度平均值，与预设的灰度阈值做比较，当灰度平均值大于灰度阈值时，判断喷煤支管无煤粉喷出；当灰度平均值小于或等于灰度阈值时，判断喷煤支管有煤粉喷出； 步骤四、测堵:接收喷煤系统的数据，当喷煤系统的数据为正执行喷煤动作，而步骤三得到判断喷煤支管无煤粉喷出，则判断喷煤支管堵塞。
2.根据权利要求1所述的基于图像处理的喷煤支管测堵方法，其特征在于:所述的步骤二分为以下几个步骤: 2.1、对采集到的图像按帧编号:A[k] [j] [i],其中k为帧号，i为ー帧图像的行号，j为一中贞图像的列号； 2.2、对上述图像采用基于时间尺度的中值滤波:从第I帧图像开始，选定连续的m帧图像作为一組，对其进行中值滤波得到第一个中值滤波图像B[l] [j] [i];每新采集到I帧图像时选定包括新采集的图像在内的最后m帧图像作为一組，对其进行中值滤波得到中值滤波图像，即:第 X 个中值滤波图像
3.根据权利要求1所述的基于图像处理的喷煤支管测堵方法，其特征在于:所述的步骤三中选定喷煤支管出ロ处m*n的矩形区域作为图像测堵的数据区，其中m为横排像素个数，n为竖排像素个数；灰度平均值％ =^1L U:'.，其中fzy表示第z行第y列的像素点的灰度值。
4.根据权利要求1或3所述的基于图像处理的喷煤支管测堵方法，其特征在于:所述的步骤三中预设的灰度阈值取200。
5.根据权利要求1或2或3所述的基于图像处理的喷煤支管测堵方法，其特征在于:所述的风ロ为若干个，给每个风ロ依次编号，每个风ロ的测堵方法相同。
6.一种基于图像处理的喷煤支管防堵方法，其特征在于:它包括以下步骤: 步骤一、图像采集:采集风ロ视频图像； 步骤二、图像预处理:对采集的风ロ视频图像进行去噪处理；去噪处理包括依次进行的时间尺度的中值滤波、时间上的平均滤波和空间上的平均滤波；步骤三、图像数据计算:选定喷煤支管出口处的区域作为图像测堵的数据区，计算该区域内的灰度平均值，与预设的灰度阈值做比较，当灰度平均值大于灰度阈值时，判断喷煤支管无煤粉喷出；当灰度平均值小于或等于灰度阈值时，判断喷煤支管有煤粉喷出； 步骤四、测堵:接收喷煤系统的数据，当喷煤系统的数据为正执行喷煤动作，而步骤三得到判断喷煤支管无煤粉喷出，则判断喷煤支管堵塞 ； 步骤五、自动喷吹防堵:当判断喷煤支管堵塞时，则控制气动吹扫阀完成对喷煤支管的自动吹扫。
7.根据权利要求6所述的基于图像处理的喷煤支管防堵方法，其特征在于:所述的步骤二分为以下几个步骤: 2.1、对采集到的图像按帧编号:A[k] [j] [i],其中k为帧号，i为ー帧图像的行号，j为一中贞图像的列号； 2.2、对上述图像采用基于时间尺度的中值滤波:从第I帧图像开始，选定连续的m帧图像作为一組，对其进行中值滤波得到第一个中值滤波图像B[l] [j] [i];每新采集到I帧图像时选定包括新采集的图像在内的最后m帧图像作为一組，对其进行中值滤波得到中值滤波图像，即:第 X个中值滤波图像B[x] [j] [i] = {A[x] [j] [i],A[x+l] [j] [i],……，A[x+m-2][j][i],A[x+m-l][j][i]}； 2.3、对X个中值滤波图像采用基于时间尺度的均值滤波，得到时间均值滤波图像
8.根据权利要求6所述的基于图像处理的喷煤支管防堵方法，其特征在于:所述的步骤三中选定喷煤支管出ロ处m*n的矩形区域作为图像测堵的数据区，其中m为横排像素个
数，n为竖排像素个数；灰度平均值
9.根据权利要求6或8所述的基于图像处理的喷煤支管防堵方法，其特征在于:所述的步骤所述的步骤三中预设的灰度阈值取200。
10.根据权利要求6或7或8所述的基于图像处理的喷煤支管防堵方法，其特征在于:所述的风ロ为若干个，给每个风ロ依次编号，每个风ロ的测堵方法相同，当判断某个喷煤支管堵塞时，控制该喷煤支管对应的气动吹扫阀完成对喷煤支管的自动吹扫。
【文档编号】G06T7/00GK103578114SQ201310603211
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年11月25日 优先权日:2013年11月25日
【发明者】马智慧, 任自宏, 李泽辉, 强健 申请人:中冶南方工程技术有限公司