[发明专利]一种高温熔融流体流速检测方法及系统

说明书

本发明公开了一种高温熔融流体流速检测方法及系统，通过采集高温高速熔融流体的视频流，将视频流分解成以时间为序的帧图像序列，并提取帧图像序列中的感兴趣熔融流体区域，提取感兴趣熔融流体区域的熔融流体轮廓，提取熔融流体轮廓的特征块，并基于特征块获取熔融流体的流速，解决了现有对具有高温、高速、高光的熔融流体的流速检测精度不高的技术问题，通过利用非侵入式获取高温熔融流体出流的高帧率视频流，通过实时精确跟踪定位熔融流体上的小目标显著性特征块，从而实现对具有高温、高速、高光的熔融流体的流速检测过程。该方法及系统具有高精确性，强稳定性，长周期性，适用于高温或过高温的高速流动的流体，投资成本少等优点。

技术领域

本发明主要涉及高温熔融流体流速检测技术领域，特指一种高温熔融流体流速检测方法及系统。

背景技术

冶金行业中，黑色金属和有色金属多是在高温条件下通过火法冶金的方法从矿石或精矿中提取，产出熔融态的粗金属或金属富集物和炉渣从高温密闭的反应炉内高速流出，如在钢铁工业流程中铁水从高炉出铁口流出，在火法炼铜工业流程中冰铜从反射炉流出，在火法炼锌流程中粗锌从熔炼炉流出等。反应炉内压力的变化趋势是表征反应炉是否平稳顺行的重要指标，但由于反应炉内环境恶劣导致难以直接检测反应炉内压力的变化情况，检测反应炉出口处熔融流体的流速能表征反应炉炉内的压力，同时也能反映产出的金属和渣之间的比例关系，助于及时发现并排除异常工况，改善反应炉透气性，保证反应炉平稳顺行生产。因此，检测反应炉出口处熔融流体的流速对于反应炉安全生产、提质提量的意义尤为重要。

本发明检测对象为反应炉出口处出流的高温高光熔融流体，同时检测现场存在不可避免的震动及大量分布不均的粉尘，极大地增加了检测的难度。现有技术中，其主流检测的方法分为接触式测量法和非接触式测量法两种，检测高温熔融流体的接触式检测方法需要采用耐高温的材质与高温熔融流体直接接触，高速流动的高温流体会逐渐磨损侵蚀耐高温材质，导致装置重复性差、使用周期短，不仅如此，在大量粉尘及高温的恶劣环境下同样会影响装置的使用寿命和使用性能，投资成本高，检测准确度低，使得接触式检测方法受到了较大的限制；非接触式的检测方法主要是通过建立机理模型的方式来达到非侵入式地检测流速目的，但同样会因检测对象的超高温性及环境的恶劣性严重影响检测的准确性。

专利公开号CN103480813A发明专利是一种连铸结晶器高温钢液流速测量装置及测量方法，其工作原理是轴承通过固定轴固定在固定装置上，轴承上、下对称位置分别安装弹簧和测量杆，弹簧安装“T”型固定装置上，轴承安装轴承套，通过联轴器连接轴承套和角度位移感器，角度位移传感器由电源供电，记录测量杆在流动钢液中的实时偏转角度，并通过数据线传输到数据采集分析系统，将角度数据转化为钢液流速值。但该专利根据装置检测对象的不同进行重新配准，使用前需将装置预热至1200～1400℃，使用复杂，检测量程较小，对于流速过大的流体检测误差较大，且检测结束后装置不能直接检测下一个对象，在使用的可重复性上受到限制。

专利公开号CN104131126A发明专利是一种基于模糊模型的高炉熔渣流量检测方法，该专利建立高炉熔渣流量的模糊推理模型，结合第i时刻的渣面高度的大小对高炉熔渣流量的影响特性，设定关于第i时刻的渣面高度的模糊隶属函数，利用模糊推理模型与模糊隶属函数，建立高炉熔渣流量计算模型，使用高炉熔渣流量计算模型进行高炉实时熔渣总流量的在线检测。但该专利中的初始值是通过工艺人员由人工操作经验知识中获得的，人为因素影响较大，主观性强，且设计流程是一个开环，无法保证长期运行结果的准确性。

发明内容

本发明提供的高温熔融流体流速检测方法及系统，解决了现有对具有高温、高速、高光的熔融流体的流速检测精度不高的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提出的高温熔融流体流速检测方法包括：

采集高温高速熔融流体的视频流；

将视频流分解成以时间为序的帧图像序列，并提取帧图像序列中的感兴趣熔融流体区域；