[发明专利]一种非接触式转炉钢水温度连续测量系统及检测方法

权利要求书

1.一种非接触式转炉钢水温度连续测量系统，其特征在于，测量系统(200)包括炉口测温装置(210)、图像拍摄装置(220)、数据处理装置(230)、数据记录装置(240)和钢水测温装置(250)；

图像拍摄装置(220)用于拍摄转炉(100)炉口火焰图像；

炉口测温装置(210)用于对转炉(100)炉口火焰温度进行连续测量；

钢水测温装置(250)用于对转炉(100)内钢水温度进行间歇测量；

数据处理装置(230)对火焰图像进行处理获得实时火焰图像特征，并根据数据记录装置(240)记录的转炉参数与炉口火焰温度以及钢水温度参数建立关系，计算钢水温度，获得连续的钢水温度。

2.根据权利要求1所述的一种非接触式转炉钢水温度连续测量系统，其特征在于，炉口测温装置(210)、图像拍摄装置(220)和钢水测温装置(250)分别与数据处理装置(230)相连，数据记录装置(240)与数据处理装置(230)相连。

3.根据权利要求1所述的一种非接触式转炉钢水温度连续测量系统，其特征在于，所述数据记录装置(240)记录的转炉参数包括吹氧量和吹氧时间。

4.根据权利要求1所述的一种非接触式转炉钢水温度连续测量系统，其特征在于，数据处理装置(230)根据数据记录装置(240)记录的吹氧量，建立各数据的对应关系，记录钢水温度的变化。

5.根据权利要求1所述的一种非接触式转炉钢水温度连续测量系统，其特征在于，炉口测温装置(210)对转炉(100)炉口火焰温度进行测量，形成校验模型对数据处理装置(230)根据火焰图像特征得到的火焰温度进行调校；和/或钢水测温装置(250)测量得到转炉(100)内钢水温度，钢水温度对数据处理装置(230)根据火焰图像特征得到的火焰温度进行判断。

6.根据权利要求1所述的一种非接触式转炉钢水温度连续测量系统，其特征在于，火焰的特征信号包括火焰颜色平均值、火焰颜色最高值、火焰形状圆形度、边界粗糙度和纹理特征；

计算方式为：

火焰颜色平均值：

火焰颜色最大值：

其中：N代表颜色分量的个数，K代表超过阈值的颜色分量的个数。m分布代表颜色R、B、G。

圆形度:表示物体边缘与圆的相似程度，是一种物体边缘轮廓复杂程度的度量，通过物体边缘的总长度和物体所在区域的面积，可计算出物体的圆形度值C：

边界粗糙度:描述了物体轮廓的随机性和粗糙性，采用物体的周长与其外接凸包(convex hull，CH)周长的比值进行计算，可区分边界较为光滑的物体：

B_R＝L/L_CH

式中：L_CH为凸包的周长，L为物体所在区域周长。

纹理特征：在火焰检测中，纹理是一个较为显著的形状结构特征，纹理信息使用局部二值模式(local binary pattern,LBP)算子提取：

式中:(i_n,j_n)表示该中心像素点对应LBP图像上的坐标位置；I_n表示该中心像素点亮度；I_k表示该中心像素点对应的8邻域像素点亮度。

7.根据权利要求1所述的一种非接触式转炉钢水温度连续测量系统，其特征在于，数据处理装置(230)对图像进行处理，依据物体成像与物体温度存在的关系计算所述火焰图像中各个像素的温度值，并依据所述各个像素的温度值获取转炉炉口的火焰温度。

8.根据权利要求7所述的一种非接触式转炉钢水温度连续测量系统，其特征在于，数据处理装置(230)对图像进行处理时，先将图像拍摄装置(220)中获取的火焰图像信息转换为红绿蓝RGB三色矩阵存储模式的火焰图像信息；再对所述存储单元中保存的RGB三色矩阵存储模式的火焰图像信息对应的彩色图像进行灰度处理；然后对经过所述灰度处理后的图像进行噪声滤除；然后对经过所述噪声滤除后的图像进行图像分割。