[发明专利]一种钢水温度非接触软测量方法及装置

说明书

本发明公开了一种钢水温度非接触软测量方法及装置，在熔炉顶端安装非接触红外测温传感器，在熔炉外壁上多点设置炉壁测温传感器，并配套设置基于BP神经网络的钢水温度测量模型；非接触红外测温传感器通过熔炉上方的钢渣发出的红外线测量到温度t0，非接触红外测温传感器通过内置的通讯电路和熔炉外壁上多点设置的炉壁测温传感器通讯，基于多点布置的炉壁测温传感器测量到炉壁的多点温度值，获得多点数据，并利用钢水温度测量模型实现温度的软测量，此方案能够实现更准确的温度测量值。

技术领域

本发明涉及钢水温度测量技术领域，特别涉及一种钢水温度非接触软测量方法及装置，具体应用于钢铁冶炼过程的自动化控制系统。

背景技术

转炉炼钢(Basicoxygenfurnace,BOF)是一个典型的包含复杂物理化学反应的批次生产过程，然而由于冶炼过程中缺乏有效的检测手段，同时缺乏对钢铁冶炼过程的复杂性、波动性以及反应动态的精确了解，转炉终点质量(成分和温度)的预测与控制一直是困扰钢铁生产的难题。对炼钢过程终点的温度做出准确的预测并加以及时的调整，不但对转炉装置本身非常重要，而且对于平衡整个炼钢-连铸-连轧全流程的生产都具有重大意义。

目前，炼钢过程钢水测温分为接触式和非接触式，接触式连续测温传感器防护层被钢水侵蚀，测量成本大；而目前非接触式测温很难突破钢渣测量到钢水下方的温度。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种钢水温度非接触软测量方法及装置，利用软测量的方法，用多个易测量传感器数值对钢渣下的温度进行建模，来实现非接钢水触测温。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种钢水温度非接触软测量方法，该方法为：

在熔炉顶端安装非接触红外测温传感器，在熔炉外壁上多点设置炉壁测温传感器，并配套设置基于BP神经网络的钢水温度测量模型；

非接触红外测温传感器通过熔炉上方的钢渣发出的红外线测量到温度t0，非接触红外测温传感器通过内置的通讯电路和熔炉外壁上多点设置的炉壁测温传感器通讯，基于多点布置的炉壁测温传感器测量到炉壁的多点温度值，获得多点数据，并利用钢水温度测量模型实现温度的软测量。

上述的炉壁测温传感器由温差发电电池、电池电量转换电路、炉壁温度探头、温度采集传输电路和对流散射外壳组成；温差发电电池把炉壁的热量转换为电能，电池电量转换电路进行电压调理，温度采集传输电路采集炉壁温度探头测量的温度值，对流散射外壳通过与外界换热使温度降低到电路工作的温度范围。

上述的炉壁测温传感器安装在炼钢炉的炉体上，分为上中下三个高度，每个高度安装三个传感器，共九个传感器，测量的温度点分别为t_上1、t_上2、t_上3、t_中1、t_中2、t_中3、t_下1、t_下2、t_下3；基于钢水温度测量模型，钢水温度T为：

T＝f(t0，dt1，dt2),f为三输入一输出的BP神经网络；

式中，dt1＝(t_中1+t_中2+t_中3)-(t_上1+t_上2+t_上3)

dt2＝(t_下1+t_下2+t_下3)-(t_中1+t_中2+t_中3)；

上述中，钢水温度测量模型中的BP神经网络，其权值的训练过程为：