[发明专利]一种基于图像处理的铁水扒渣检测与控制系统及其方法

说明书

本发明公开了一种基于图像处理的铁水扒渣检测与控制系统，包括：铁水包，铁水包中盛有铁水与渣；渣盆，设置于铁水包旁，渣盆用于盛放渣；扒渣机，设置于铁水包的一侧；摄像头，连接至处理机；显示器，连接至处理机，显示器设置于操作工处，用于反映铁水液面的扒渣状态；处理机，用于获取摄像头采集的图像信息，对图像信息进行分析与处理，并在显示器上输出；处理机还用于访问扒渣标准数据库；本发明还公开了一种基于图像处理的铁水扒渣检测与控制方法，本发明通过使用实时监控扒渣过程并根据扒渣标准数据库在线判定扒渣等级是否达到预期目标等级的技术手段，避免使用人工判定，因此不会误判扒渣等级。

技术领域

本发明涉及钢铁冶金领域，特别地，涉及一种基于图像处理的铁水扒渣检测与控制系统及其方法。

背景技术

随着现代化工业生产的发展，对钢材品质的要求不断提高，即对钢水的纯净度要求就越来越高。铁水预处理技术是提高铁水纯净度的重要手段，已经成为钢铁冶金优化工艺流程的主要组成部分，扒渣则是将脱硫后的铁水包中大量的高硫渣去除，以免炼钢时造成回硫，是控制入炉硫总量的关键环节。

现有技术中的脱硫方法是脱硫操作工用肉眼观察铁水包，并根据经验评判扒渣等级进行扒渣。然而，由于作业环境恶劣，强光、浓烟以及操作工注意力等不稳定因素容易导致误判。

针对现有技术中作业环境恶劣等不稳定因素导致误判扒渣等级的问题，目前尚未有有效的解决方案。

发明内容

针对现有技术中作业环境恶劣等不稳定因素导致误判扒渣等级的问题，本发明的目的在于提出一种基于图像处理的铁水扒渣检测与控制系统及其方法，能够对铁水扒渣过程实时监控并判定扒渣等级，避免了人工判定带来的误判扒渣等级。

基于上述目的，本发明提供的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供了一种基于图像处理的铁水扒渣检测与控制系统。

根据本发明提供的基于图像处理的铁水扒渣检测与控制系统包括：

铁水包，铁水包中盛有铁水与渣；

渣盆，渣盆设置于铁水包旁，渣盆用于盛放渣；

扒渣机，扒渣机设置于铁水包所倾斜的一侧，扒渣机用于在铁水包中扒渣；

摄像头，摄像头连接至处理机，摄像头设置于正对铁水包的铁水液面，用于获取铁水液面的扒渣状态；

显示器，显示器连接至处理机，显示器设置于操作工处，用于反映铁水液面的扒渣状态；

处理机，处理机用于获取摄像头采集的图像信息，对图像信息进行分析与处理，并在显示器上输出；处理机还用于访问扒渣标准数据库，为当前铁水定出当前渣量等级，并将当前渣量等级与预先指定的渣量等级阈值进行比较。

其中，摄像头采集的图像信息包括铁水与渣的分布信息、以及图像灰度信息；处理机对图像信息进行分析，为根据铁水与渣的分布信息对有效分析区域进行阈值分割，并根据有效分析区域内的图像灰度信息进一步识别出铁水和渣。

并且，处理机还根据图像灰度信息与铁水和渣的识别结果，计算出渣灰度、铁水灰度、渣所占像素数、铁水和渣共占像素数，并根据渣灰度、铁水灰度、渣所占像素数、铁水和渣共占像素数计算出渣厚度、渣覆盖面积与渣覆盖比率信息。

同时，进行图像处理的方法包括以下至少之一：染色、折线覆盖。

同时，操作工根据观察到的铁水与渣的分布情况判断使用自动或手动方式进行扒渣操作。

并且，扒渣机包括氮气管；操作工以手动方式进行扒渣操作，为操作工在图像处理输出的10秒后提氮气管并以手动方式进行扒渣操作；操作工以自动方式进行扒渣操作，为操作工在图像处理输出后不提氮气管并以自动方式进行扒渣操作。