[发明专利]一种板坯温度场在线检测及耦合校正控制方法

说明书

本发明公开了一种板坯温度场在线检测及耦合校正控制方法，应用于冶金、石油加工、化工、建材和食品加工等行业，其中，方法的实现包括：融合单点比色测温仪与面阵CCD测温系统的测温算法，以消除现场灰尘与水雾对温度测量的影响；在CCD测量区域中对单点测温位置进行定位，以确定单点测温仪测温位置处的CCD测量灰度值。本发明提出一种融合单点比色测温仪与面阵CCD测温系统的算法，消除现场灰尘与水雾对温度测量的影响，提高温度场测量精度。提出一种定位算法，确定单点测温仪测温位置处的CCD测量灰度值，实现温度在线修正。

技术领域

本发明涉及一种板坯温度场在线检测及耦合校正控制方法，应用于冶金、石油加工、化工、建材和食品加工等行业，具体是用于热轧板带的在线温度检测及耦合校正算法。

背景技术

热连轧主要工艺过程中，板带温度范围为450～1300℃，温度均高于金属材料的高温氧化温度，因而其表面随机分布着不同厚度、不同形态的氧化铁皮；且由于不同钢种发射率不一致及生产现场水汽、灰尘等恶劣环境的干扰，板坯表面温度场在线精确测量至今仍是冶金检测领域的一项难题。

温度场的测量方法主要分为三大类：直接测量方法、基于传热模型的软测量和基于机器学习理论建立的温度预测模型。其中直接测量方法又可分为接触式测量方法和非接触式测量方法。

接触式测量由于其传感器与机械装置磨损较大，需要经常更换测温传感器，现场实施困难，不适合长期在线使用。目前常用的温度场测量方法一般采用单点红外辐射测温为主，主要有单色辐射测温、比色辐射测温两大类。

近些年来，基于线阵和面阵CCD传感器板坯远表面测温系统开发也成为了研究的热点，然而，这些方法与传统的单点福射测温相比，仅仅只是从单点温度测量升级为面温信息获取，氧化铁皮波动的干扰，水雾、粉尘等影响仍然没有得到有效解决，测量精度没有实质性的改变。

为了解决这些问题，需要开发一种板坯温度场在线检测及耦合校正的控制方法，实现在板坯温度场精确在线测量及多信息耦合校正。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种板坯温度场在线检测及耦合校正控制方法，实现高精度地在线检测板坯温度场。其结构简单、运行稳定、安全可靠。

为实现上述目的，本发明提供了一种板坯温度场在线检测及耦合校正的控制方法，包括：

融合单点比色测温仪与面阵CCD测温系统的测温算法，以消除现场灰尘与水雾对温度测量的影响；

在CCD测量区域中对单点测温位置进行定位，以确定单点测温仪测温位置处的CCD测量灰度值。

在一些可选的实施方案中，所述融合单点比色测温仪与面阵CCD测温系统的测温算法，包括：

考虑到现场灰尘及水汽对辖射能的衰减，得到像素输出灰度，根据校正前后两者灰度值相等的原则得到校正后温度。

在一些可选的实施方案中，由得到校正后温度T_c，C₂为第二辐射常量，T_m为对于CCD测量得到的亮度温度，λ₀为输入波段的中心波长，K为常数，即仪表常数，α为等效发射率，T_r为比色测温仪获取得到的温度，α＝β·ε，β为水汽灰尘衰减系数，ε为钢板发射率。

在一些可选的实施方案中，所述在CCD测量区域中对单点测温位置进行定位，包括：

将CCD采集到的板坯热图像从背景中分割出来，并进行网格划分，求取每个网格内的平均温度，对若干秒内的热图像进行相同处理，并对于每个网格组成第一向量；

在相同的若干秒内，将单点比色测温仪获得的温度数据组成第二向量；

比较第一向量和第二向量之间的相似性，以进行定位。