[发明专利]转炉红外钢渣探测方法

摘要

本发明公开了一种转炉红外钢渣探测方法，第一步，当检测到转炉生产过程中的出钢开始信号后，转炉红外钢渣探测装置投入工作；第二步，该装置投入工作后，红外摄像头实时测量转炉图像，工业计算机对图像进行处理，其处理步骤是：首先进行图象分割，采集到的图像中包含有：钢渣、钢水和背景，对图像像素采用直方图技术进行处理，找到合适阈值，用此阈值来划分钢渣和钢水；接着对钢渣百分比含量进行计算，钢渣百分比含量是在钢流面积中钢渣面积占钢流面积的百分比，对应于数字图像，钢渣面积就是钢渣像素数总和，钢流面积就是钢流像素数总和；第三步，根据钢渣百分比含量值判断是否超过设定的钢渣报警限值，超限值则输出报警信号并停止浇注。

主权项

1.一种转炉红外钢渣探测方法，其特征是：第一步，通过监测转炉生产过程中的出钢开始信号，若没有检测到该信号，表示转炉还没有开始浇注，转炉红外钢渣探测装置保持等待状态；当检测到该信号后，表示转炉开始出钢，转炉红外钢渣探测装置投入工作；所述转炉红外钢渣探测装置包括红外CCD摄像头（1）、光端发射机（2）、光缆（3）、光端接收机（4）、中央控制柜（5）；红外CCD摄像头（1）是用于检测转炉红外辐射的热象仪，红外CCD摄像头（1）输出电信号通过光端发射机（2）将电信号转换成光信号，再通过光缆（3）传输到光端接收机（4），再转换成电信号后输入给中央控制柜（5）；所述中央控制柜（5）包括工业计算机（5-1）、图像采集卡（5-2）、数据采集卡（5-3）和控制卡（5-4），图像采集卡（5-2）采集红外图像，数据采集卡（5-3）采集温度，工业计算机（5-1）对图像采集卡（5-2）和数据采集卡（5-3）输入的数据进行处理后对钢渣进行识别判断，通过控制卡（5-4）输出控制外部执行部件；第二步，转炉红外钢渣探测装置投入工作后，红外CCD摄像头（1）实时测量转炉图像，工业计算机（5-1）对图像进行处理，其处理步骤是：图象分割处理采集到的图像中包含三种物体:钢渣、钢水和背景，对图像的像素采用直方图技术进行处理，找到合适的阈值，用此阈值来划分钢渣和钢水，与背景对比明显的图像的直方图两个尖峰对应于物体内部和外部较多数目的点，两峰间的谷对应于物体边缘附近相对较少数目的点，可以利用灰度阈值T₁对物体的面积进行计算：其中：T是阈值，即谷低；D是灰度级；上式中的D沿着T到∞积分可以得到两个阈值，背景与钢流的阈值T₁；钢渣与钢水的阈值T₂；定义集合：为钢渣像素子集；为钢水像素子集；为采集到的钢流像素集；为背景像素集；为一帧图像的像素集；首先在采集得到的图像的像素集合集中，划分出背景与钢流两个子集：其次从钢流集合中，划分出钢渣与钢水两个子集：；  2.2 钢渣百分比含量计算钢渣百分比含量就是在钢流面积中钢渣面积占钢流面积的百分比，对应于数字图像，钢渣面积就是钢渣像素数总和，钢流面积就是钢流像素数总和；在钢流集合中像素总数是q；在钢渣集合中像素总数是m，在钢水集合中像素总数是n，由钢流集合定义：得到：；定义钢渣百分比含量为：分割出钢渣子集、钢水子集后，分别统计出钢渣子集中像素总数m和钢水子集中像素总数n，代入上式计算就得到钢渣百分比含量；第三步，根据钢渣百分比含量值判断是否超过设定的钢渣报警限值，当钢渣含量超过报警限值后，工业计算机（5-1）输出报警信号并通过控制卡（5-4）输出控制执行部件停止浇注，进入第一步继续等待转炉开浇信号；当钢渣含量没有超过报警限值时，继续按照第二步工作。