[发明专利]基于等角度扫描的回转窑表面各测温点定位方法

说明书

本发明请求保护一种基于等角度扫描的回转窑表面各测温点定位方法，属于信号处理领域。本发明针对回转窑测温过程中等间隔定位方法存在的误差大，在结合回转窑生产现场的实际工况条件下，提出了一种基于等角度扫描技术的回转窑表面各测温点的定位方法，该方法首先根据回转窑尺寸计算出对应的测温开始角度、终止角度以及扫描长度等参数；然后利用等角度扫描计算出各个扫描点对应的位置间隔距离；最后利用各间隔距离求得对应测温点的位置，这样能够有效提高红外扫描测温系统的位置定位精度，减小定位误差。本方法的测温点定位精度高，与回转窑表面的实际位置吻合程度高，具有应用和推广价值。

技术领域

本发明属于信号处理技术领域，具体是基于等角度扫描的回转窑表面各测温点定位算法。

背景技术

回转窑是熟料煅烧的核心设备，被广泛应用于水泥、化工、冶金和建材等行业，它的运行情况直接影响到产品的产量、质量以及能量消耗，窑内的温度过高或者过低会导致回转窑受损，甚至发生红窑事故，造成重大的经济损失，因此必须对回转窑的温度进行实时而精确地监测。现有的回转窑监测方法多种多样，其中，红外扫描测温系统拥有非接触、稳定性高、安装简单等优点而得以广泛应用，然而回转窑与红外扫描测温系统之间的距离会严重影响测温的位置精度，因此需要针对实际安装环境对回转窑红外扫描测温系统做出等角度运算，提高其测温的位置精度。

回转窑是一个横放着的圆筒状设备，其表面展开是一个长方形，因此可看作是由许多条水平线所组成的面，回转窑在工作时不断沿着轴向旋转，红外扫描测温系统的安装位置一般在回转窑垂线上某一位置处，红外扫描测温设备通过旋转得到一行温度数据，多行温度数据也就构成了回转窑表面温度的二维热像图，但是由于系统到各扫描点的距离不相等，因此系统所扫描的点之间的间距不相等，传统的基于等间距扫描计算或者基于特征点校正都会出现较大的定位误差。

目前传统定位算法是基于等间隔的定位算法，对于红外扫描测温系统扫描点之间的间距默认相等，例如已知窑长为70m，且当红外扫描测温仪旋转一圈可得到700个测温点，那么计算得到间距为70/700＝0.1m，该方法与实际定位误差较大。另外一种传统的定位方法为使用回转窑能带上的四个位置为特征点，通过将特征点实际位置对显示位置进行拉伸或压缩操作，虽然较第一种方法精度有所提高，但是特征点之间仍然使用等间隔方法，因此仍然存在定位误差。

基于等间隔扫描的定位算法，虽然原理简单、易于实现，但与实际情况不符，因此在实际应用中存在着较大误差。基于特征点校正的定位算法易于实现，虽然针对特征点进行了位置拉伸或压缩操作，但是特征点之间间隔相等也不符合实际情况。

发明内容

本发明旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种提高红外扫描测温系统的定位精度的基于等角度扫描的回转窑表面各测温点定位方法。本发明的技术方案如下：

一种基于等角度扫描的回转窑表面各测温点定位方法，其包括以下步骤：

首先根据红外扫描测温仪安装位置得到扫描仪到回转窑垂直距离H以及回转窑起始位置到垂点距离L₁，然后根据几何关系计算出包括红外扫描测温仪测温开始角度、终止角度以及扫描长度在内的参数；

然后利用各相邻扫描点之间扫描角度相同的等角度扫描算法，计算出各个扫描点对应的位置间隔距离；

最后利用各间隔距离求得对应测温点的位置，

进一步的，所述红外扫描测温仪扫描视窗范围角度固定为α，α＝π/2，红外扫描测温仪和回转窑处于同一水平面上且安装在垂直距离回转窑H处，回转窑窑头与垂足点距离为L₁，扫描总长度为L，红外扫描测温仪旋转一圈可得到N 个温度点，因此扫描角度间隔为△θ＝2π/N。