[发明专利]用于高炉炉温监测的装置和方法

说明书

本发明公开了一种用于高炉炉温监测的装置，该装置包括：第一炉温采集模块，包括非接触测温仪器，通过非接触测温仪器实时采集炉温，得到非接触式温度数据；处理模块，与第一炉温采集模块连接，处理模块获取非接触式温度数据，根据第一温度修订参数、第二温度修订参数和非接触式温度数据，得到高炉炉温；温度修订模块，与处理模块连接，温度修订模块用于获取第一温度修订参数和第二温度修订参数，温度修订模块包括：热敏图像采集单元，用于获取高炉炉内热敏图像；环境参数采集单元，用于获取环境参数；工作参数采集单元，用于获取工作参数，根据热敏图像、环境参数和工作参数，得到第一温度修订参数和第二温度修订参数。

技术领域

本发明涉及高炉炉温监测技术领域，尤其涉及一种用于高炉炉温监测的装置和方法。

背景技术

在钢铁冶炼领域，高炉温度实时监测对保证冶炼产品质量、设备寿命和安全生产都有着非常重要的意义。炉室中的温度测量与固体或液体中的测量不同。在炼钢炉内，主要的传热方式是辐射传热。炉温的测量需要多种传感器的组合测量，炉温主要是由传感器、炉内气温、炉料和炉衬表面的综合热作用结果。为了计算炉内温度，可将炉内环境分为：隔绝热辐射状态，含大量氧化铁粉末；理想热辐射状态，无尘；实际热辐射状态，部分含尘。

当前，冶炼领域高炉炉温监测有接触法和非接触法两类，接触法主要是用热电偶温度计来测量炼钢炉的温度，热电偶最大温度可以测量1800度，其主要原理是将电偶丝置于闭合电路中，根据电偶丝热膨胀系数不同，在高温下产生不同电势差，并以此进行温度测量，将物体例如钢水发射的红外线具有的辐射能转变成电信号，红外线辐射能的大小与物体例如钢水本身的温度相对应，根据转变成电信号大小，可以确定物体例如钢水的温度；非接触法主要采用光学温度计对炼钢炉温进行测量，其原理是利用物体光谱特征来对温度进行测量。

在现有技术中，发现相关技术中至少存在如下问题：随着对冶炼产品的质量要求越来越高，需要对炉内高温尽可能的做到实时监控，然而，接触法在高温、恶劣的工作条件下，电偶丝经常损坏，需要频繁更换，使用成本高昂；而非接触法，由于冶炼生产现场通常环境较差，被测对象光谱特征容易受到干扰，从热流计算出炉内气温，需要知道对流换热系数和辐射面吸收率，这些参数是根据经验和应用准则方程近似确定的，由于目前对传感器外部传热的数学描述过于简化，以及对某些参数的不了解，使得预测的炉内气氛温度存在误差，而这些误差的确定是非常困难的，往往是不可能的。

发明内容

本发明提供了一种用于高炉炉温监测的装置和方法，以解决现有技术中接触法使用成本高昂及非接触法被测对象光谱特征容易受到干扰的技术问题。

第一方面，提供了一种用于高炉炉温监测的装置，该装置包括：第一炉温采集模块，包括非接触测温仪器，通过所述非接触测温仪器实时采集炉温，得到非接触式温度数据；处理模块，与所述第一炉温采集模块连接，所述处理模块获取所述非接触式温度数据，根据第一温度修订参数、第二温度修订参数和所述非接触式温度数据，得到高炉炉温；温度修订模块，与所述处理模块连接，所述温度修订模块用于获取所述第一温度修订参数和所述第二温度修订参数，所述温度修订模块包括：热敏图像采集单元，用于获取高炉炉内热敏图像；环境参数采集单元，用于获取环境参数；工作参数采集单元，用于获取工作参数，其中，所述热敏图像经过卷积神经网络运算得到热敏特征向量，所述热敏特征向量、所述环境参数和所述工作参数进行全连接计算，得到所述第一温度修订参数和所述第二温度修订参数。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述处理模块通过以下公式计算得到所述高炉炉温：，其中，为时间为i时的高炉炉温，i=1,2，…，W为第一温度修订参数，B为第二温度修订参数，为时间i时的非接触式温度数据。

结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述处理模块通过以下公式计算得到所述第一温度修订参数W和所述第二温度修订参数B，