[发明专利]一种数字化全自动耐火度测试仪及其试验方法

权利要求书

1.一种数字化全自动耐火度测试仪，其特征在于：数字化全自动耐火度测试仪包括试验炉、视窗、热电偶、锥台、摄像机、控制器、计算机；数字化全自动耐火度测试仪还设置有自动甄别系统、自动成像及解析系统、自动阈值判定结果及自动停机系统；

所述的自动甄别系统，是由旋转定位器、控制器及计算机等组成；旋转定位器中的旋转驱动器、旋转计数器、自动定位机构与控制器相连接，控制器与计算机连接；所述的自动定位机构，由锥体编号器、起始位标识及数字编码器组成；

所述的自动成像及解析系统，位于前视窗外，包含安装于摄像与机计算机之间的视觉控制器及千兆网卡；摄像机实时采集试验锥及锥台的图形信息，通过传输线将原始图形传输给视觉控制器；视觉控制器对采集的原始图像进行数字化模型重建，结合锥体的机器编码，将原始图形和数字化模型传输到对应试验锥的计算机信息库中；计算机为数字化后的图形建立边缘函数集合；通过横向扫描边缘函数集合，得到不同属性的交叉点集合，这些交叉点集合即为试验锥和锥台的特征信息集合；

所述的自动阈值判定结果及自动停机系统，依据试验锥特别是其锥尖与锥台的数字化信息，实时监测锥尖与锥台上表面的距离，设定一定的阈值，当锥尖首次与锥台上表面触及该阈值时，计算机系统即判定：锥尖接触锥台，此刻的炉温温度值，即为该试验锥的耐火度值；计算机与控制器系统、自动定位机构和视觉控制器连接，计算机内装有测控软件，测控软件控制系统自动运行，自动出结果，计算机发出结束指令给控制器，控制器的电流电压逐步归零，切断电源，红灯亮，自动停机。

2.如权利要求1所述的一种数字化全自动耐火度测试仪，其特征在于：锥体编号器为多点光电感应器或圆盘型的多点电子计位器。

3.如权利要求1所述的一种数字化全自动耐火度测试仪进行试验的方法，其特征在于：主要包括如下流程：

S1、程序初始化；

S2、设定试验编号、试验锥实际编号、各个试验锥原始高度L_NO1，L_160WZ，L_NO2等、试验锥弯倒至锥尖接触锥台的距离阈值（-h～+h mm）、试验温度基本参数；

S3、设定升温制度，按照标准在 1.5h ～ 2h 内将炉温加热到比估计试样的耐火度低200℃时，再按2.5℃ /min 的均速加热到试验温度；

S4、开始试验，根据起始位标识自动寻找起始位，找到起始位进行S5，未找到起始位S4；

S5、根据起始位和锥体编号器，数字编码器对试验锥进行机器编码，并将编码上传给测试程序，程序自动建立机器编码和实际编码对照表；

S6、程序为试验锥建立各自的信息库，信息库用试验锥实际编码标识；

S7、程序实时接收数字编码器信号，当编码器信号在试验锥位置时，摄像机采集原始图像；并将原始图形传输给视觉控制器；

S8、视觉控制器提供精准的图像处理算法，对采集的原始图像进行数字化模型重建，并为数字化后的图形建立边缘函数集合。通过横向扫描边缘函数集合，得到属性不同交叉点集合，这些交叉点集合即为试验锥和锥台的特征信息集合；

S9、视觉控制器将原始图形和特征信息集合传输给计算机，程序参照机器编码和实际编码对照表，将这些信息保存到试验锥各自的信息库中，以下过程均以试验锥NO1的信息库NO1为例；

S10、程序对特征信息点集合进行分类算法分析，可将特征信息集合分为锥台表面信息集合，锥体根部、中部及尖部信息集合，锥体在不同部位的弯倒速度信息集合；

S11、根据锥体尖部信息集合与锥台上表面信息集合，计算锥体尖部与锥台上表面的距离，此时的距离为像素距离PH_NO1’；

S12、程序以第一次获得的锥体尖部与锥台上表面的像素距离PH NO1为原始像素高度；

S13、计算锥体尖部与锥台上表面距离L_NO1’=L_NO1*（PH_NO1’/PH_NO1）；

S14、保存试验锥NO1锥体尖部与锥台上表面距离L_NO1’、测温热电偶温度T、锥体编号NO1到试验锥NO1过程数据库；

S15、若L_NO1’在-h～+h mm范围内，则此时测温热电偶温度T即为试验锥NO1的耐火度，将测温热电偶温度T保存到试验锥NO1结果数据库；

S16、对所有试验锥都进行S7～ S15的操作，若所有试验锥的耐火度都计算出后，试验自动停机，保存所有实验结果。

4.如权利要求1所述的一种数字化全自动耐火度测试仪进行试验的方法，其特征在于：：对试验锥采用以下试验步骤中，锥台在实验过程中慢速旋转；

第一步：将栽有试验锥的锥台放入试验炉内；

第二步：设定试验编号、试验锥或标准锥实际编号、各个试验锥原始高度如L_NO1，L_160WZ，L_NO2等、试验锥弯倒至锥尖接触锥台的距离阈值（-h～+h mm），h≥0.03mm、试验温度基本参数在计算中；

第三步：设定升温制度，按照标准在 1.5h ～ 2h 内将炉温加热到比估计试样的耐火度低 200℃时，再按2.5℃ /min 的均速加热到试验温度。以1800℃为例，1000℃以下升温速率20℃/min，1000℃~1600℃升温速率10℃/min，1600℃~1800℃升温速率2.5℃/min；

第四步：开始试验，根据起始位标识自动寻找起始位。锥台需先旋转1周以上；

第五步：计算机程序按照测试流程，对试验锥或标准锥自动编号、自动计算锥体及锥台特征信息、自动分析特征信息，实时寻找试验锥或标准锥锥尖与锥台上表面的距离L_n’；

第六步：程序判断若L_n’在-h～+h范围内，则此时测温热电偶温度T即为该试验锥或标准锥的耐火度，将测温热电偶温度T及L_n’ 保存到对应试验锥或标准锥结果数据库中；

第七步：若所有试验锥或标准锥的耐火度都计算出后，试验自动停机，保存所有实验结果。