[发明专利]一种连铸结晶器加渣自动监控系统及方法

权利要求书

1.一种连铸结晶器加渣自动监控系统，其特征在于，包括：

钢水液位检测单元，用于检测结晶器内的钢水液位信息；

浇口图像检测单元，用于采集结晶器内的浇口图像信息；

图像分析处理单元，用于对钢水液位信息以及浇口图像信息分析处理得到结晶器内的渣面信息及渣层信息，当结晶器内的渣面信息及渣层信息超出设定的报警阈值时发出报警信号；

加渣控制单元，用于根据图像分析处理单元传递的报警信号，自动增大或减少加渣量，

其中，所述图像分析处理单元包括渣面亮度检测模块、渣层厚度检测模块以及异常报警模块；

所述渣面亮度检测模块通过对浇口图像信息进行分析处理，识别并检测出结晶器内的渣面亮度变化信息；

所述渣层厚度检测模块对浇口图像信息进行分析处理，识别并检测出结晶器内的渣位信息，结合结晶器内钢水液位信息，确定结晶器内的渣层厚度信息；

所述异常报警模块将渣面亮度变化信息以及渣层厚度信息与设定的报警阈值相比较，当超过报警阈值范围后自动发出声光报警信号，提示结晶器钢液面缺渣或渣量过大，并将该报警信号发送到加渣控制单元，加渣控制单元自动调节加渣设定量，

所述连铸结晶器加渣自动监控系统用于执行连铸结晶器加渣自动监控方法，通过图像分析处理单元对钢水液位检测单元检测的钢水液位信息以及浇口图像检测单元采集的浇口图像信息进行分析处理，获得结晶器内的渣面信息及渣层信息，当结晶器内的渣面信息及渣层信息超过图像分析处理单元内设定的报警阈值时发出报警信号；加渣控制单元根据报警信号，自动增大或减少加渣量；

所述钢水液位信息包括钢水液位值；所述浇口图像信息包括浇口图像；所述渣面信息包括渣面亮度变化信息；所述渣面亮度变化信息包括渣面亮度检测值；所述渣层信息包括渣层厚度，

所述连铸结晶器加渣自动监控方法具体包括：

步骤1)加渣控制单元控制加渣装置间歇性地向结晶器浇口内添加保护渣；

步骤2)在加渣的间歇期，浇口图像检测单元连续检测采集包含水口在内的浇口图像信息，并传送到图像分析处理单元；

步骤3)钢水液位检测单元检测结晶器内的钢水液位信息，并传送到图像分析处理单元；

步骤4)图像分析处理单元中的渣面亮度检测模块对浇口图像信息进行分析处理，获取结晶器内的渣面亮度变化信息；

步骤5)图像分析处理单元中的渣厚检测模块对浇口图像信息进行识别检测，并结合钢水液位信息，获得结晶器内的渣层厚度信息；

步骤6)图像分析处理单元中的异常报警模块将渣面亮度变化信息以及渣层厚度信息与设定的报警阈值相比较，当渣面亮度变化信息以及渣层厚度信息超出报警阈值时，异常报警模块自动发出报警信号，提示结晶器钢液面缺渣或者渣量过大，并将报警信号发送到加渣控制单元；

步骤7)加渣控制单元根据报警信号，自动增大或者减小加渣量，实现自动闭环控制，

其中，步骤4)具体包括以下步骤：

4.1)将浇口图像从RGB颜色空间转换为HSV颜色空间，获得图像中每个像素点的亮度值；

4.2)对浇口图像采取二值化处理，从处理后的图像中提取除水口以外的亮度检测区域；

4.3)根据亮度检测区域内的图像亮度变化，获取结晶器内的渣面亮度变化信息，

其中，所述步骤5)具体包括以下步骤：

5.1)从浇口图像中选取包含渣面以及结晶器顶边的渣位检测区域，围绕渣位检测区域中心进行旋转校正，将倾斜的渣面以及结晶器顶边图像校正到水平状态；

5.2)对所述渣位检测区域内的图像采取二值化处理，从处理后的图像中提取包含渣面以及结晶器顶边轮廓线的特征区域；

5.3)根据所述特征区域计算渣位检测值；

5.4)根据渣位检测值以及钢水液位信息，确定结晶器内的渣层厚度，

其中，所述步骤5.3)中，

所述渣位检测值为特征区域高度方向像素值与标定系数的乘积；

所述特征区域高度方向像素值为特征区域总像素值与特征区域宽度方向像素值的比值；

所述特征区域宽度方向像素值由所述特征区域宽度决定；

所述标定系数为单位像素值代表的空间距离，由调试标定后确定。

2.如权利要求1所述的连铸结晶器加渣自动监控系统，其特征在于，所述钢水液位检测单元包括涡流型或放射源型钢水液位计。