CN202865254U - 一种转炉火焰温度检测*** - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种转炉火焰温度检测***，包括：用于获取转炉炉口火焰图像信息的图像采集模块；与图像采集模块相连接，用于对火焰图像信息进行预处理，得到火焰图像的图像处理模块；与图像处理模块相连接，用于依据物体的辐射光谱与物体温度存在非线性的关系计算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的计算模块。在检测过程中，本申请解决了现有技术不能连续对转炉炉口火焰温度进行检测的问题，提高了检测结果的准确性。

Description

一种转炉火焰温度检测***

技术领域

本申请涉及炼钢自动化控制领域，特别是涉及一种转炉火焰温度检测***。

背景技术

炼钢终点控制是转炉炼钢的关键技术之一，终点钢水温度的高低对钢的质量有重要的影响，因此终点钢水温度的测量成为炼钢终点控制的重要技术。而火焰温度与钢水温度有极大的相关性、是钢水温度的重要标志，因此可通过对转炉炉口的火焰温度的测量来获取钢水温度。

传统的转炉炉口的火焰温度测量是通过人工经验看火，即通过转炉炉口火焰的亮度和形状，人工推断出火焰的温度。但是该方法在检测过程中容易受到检测者主观情绪的影响，导致检测结果的准确性降低。

在现有技术中，通常采用热电偶装置，该装置利用热电动势与温度的函数关系，制成热电偶分度表，且将两种不同成分的导体的两端接合成回路，其中直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端（也称为补偿端）冷端与上述热电偶分度表相连。其工作原理为：当测量物体温度时，会导致上述接合的接合点温度不同，从而在回路中产生电动势，即热电动势。最终，可根据热电动势与温度的函数关系得到所测物体的温度，在通过热电偶分度表将所测物体的温度显示出来。虽然该热电偶装置避免了传统人工方式对转炉炉口的火焰进行检测时，因为检测者主观情绪影响导致的检测结果不准确问题。但是，因为该热电偶装置自身是消耗型装置，在使用一段时间以后，需更换热电偶。因此，现有技术热电偶装置在进行检测时，不能实现对转炉炉口火焰温度的连续检测，影响了检测结果的准确性。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种转炉火焰温度检测***，以解决现有技术不能实现对转炉炉口火焰温度进行连续检测的问题。

为了实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下：

一种转炉火焰温度检测***，包括：

用于获取转炉炉口火焰图像信息的图像采集模块；

与所述图像采集模块相连接，用于对所述火焰图像信息进行预处理，得到火焰图像的图像处理模块；

与所述图像处理模块相连接，用于依据物体的辐射光谱与物体温度存在非线性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的计算模块。

优选地，所述图像采集模块包括：两台双红外CCD相机、变焦镜头和滤光镜片，其中：

所述两台双红外CCD相机上分别设置有变焦镜头；

所述变焦镜头上分别设置有滤光镜片。

优选地，所述滤光镜片为红外波段的带通滤光片，波长范围在1100nm-2500nm，带宽为10nm。

优选地，所述图像处理模块包括：用于接收所述图像采集模块发送的火焰图像信息，并将该信息进行保存的存储单元；

与所述存储单元相连接，用于对所述存储单元中的火焰图像信息进行噪声滤除的噪声滤除单元；

与所述噪声滤除单元相连接，用于对所述噪声滤除后的火焰图像信息进行图像分割，得到火焰图像的分割单元。

优选地，所述图像采集模块还包括：外壁上设置有用于图像采集模块采集火焰图像信息的视窗，且内部设置有可容纳所述滤光镜片、所述变焦镜头和所述两个双红外CCD相机的空间的机械保护箱。

优选地，所述图像采集模块还包括：安装在所述机械保护箱内，用于对所述机械保护箱的视窗的表面灰尘进行吹扫的镜头吹扫装置。

优选地，在所述机械保护箱的外壁上设置有进气口和出气口；

该装置还包括：安装在所述机械保护箱内、且位于所述进气口处的、用于对所述机械保护箱进行温度调节的的温度调节装置。

优选地，所述机械保护箱还包括：用于同时调节所述两个双红外CCD相机的仰角和左右视角，保证所述两个双红外CCD相机采集的图片具有98％以上重合度的相机调节结构。

优选地，还包括：设置在所述机械保护箱上方、用于防止灰尘落在所述机械保护箱上的遮尘罩。

优选地，还包括：用于将所述遮尘罩固定在所述机械保护箱上的安装锁扣。

由以上技术方案可见，本申请实施例公开的转炉火焰温度检测***，主要包括图像采集模块，图像处理模块和计算模块。检测时，首先通过图像采集模块获取转炉炉口的火焰图像信息，然后通过图像处理模块对该火焰图像信息进行预处理得到火焰图像，最终由计算模块通过火焰图像计算得到转炉炉口火焰温度。在检测过程中，在检测过程中，本申请解决了现有技术不能连续对转炉炉口火焰温度进行检测的问题，提高了检测结果的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例一提供的一种转炉火焰温度检测***的结构示意图；

图2为本申请实施例二提供的一种转炉火焰温度检测***的详细结构示意图；

图3为本申请实施例三提供的机械保护箱外部结构示意图；

图4为本申请实施例三提供的机械保护箱内部平面图；

图5为本申请实施例四提供的一种转炉火焰温度检测***的详细结构示意图；

图6为本申请实施例六提供的转炉炉口火焰强时，火焰图像信息在分割处理前后的效果对比图；

图7为本申请实施例六提供的转炉炉口火焰弱时，火焰图像信息在分割处理前后的效果对比图；

图8为本申请实施例提供的一种转炉火焰温度检测***的整体结构实体图；

图9为本申请实施例九提供的转炉炉口火焰温度检测***所测得的转炉炉口火焰在某段时间内的温度图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

实施例一

图1为本申请实施例一提供的一种转炉火焰温度检测***的结构示意图。

如图1所示，本申请实施例公开的转炉火焰温度检测***，包括：图像采集模块1，图像处理模块2和计算模块3，并且三个模块依次相连接。

图像采集模块1的主要作用是获取转炉炉口火焰图像信息，然后将获得的火焰图像信息输出。这里输出的火焰图像信息可以为数字信号。

图像处理模块2的输入端与图像采集模块1的输出端相连接，图像处理模块2接收图像采集模块1输出的火焰图像信息，并且对接收到的火焰图像信息进行预处理，得到火焰图像，然后将获得的火焰图像输出。这里的预处理主要是指：将从图像采集模块1所得到的火焰图像信息进行存储、噪声滤除和图像分割。经过预处理后，可以滤除火焰图像信息中的噪音，并且将滤除噪音后的火焰图像信息进行图像分割，得到火焰图像。

计算模块3的输入端和图像处理模块2的输出端相连接，计算模块3接收图像处理模块2输出的火焰图像，并且依据物体的辐射光谱与物体温度存在非线性的关系计算所述火焰图像中各个像素的温度值，然后依据所述各个像素的温度值获取转炉炉口的火焰温度。

由以上技术方案可见，本申请实施例提供的转炉火焰温度检测***，主要包括图像采集模块，图像处理模块和计算模块。检测时，首先通过图像采集模块获取转炉炉口的火焰图像信息，然后通过图像处理模块对该火焰图像信息进行预处理得到火焰图像，最终由计算模块通过火焰图像计算得到转炉炉口火焰温度。在检测过程中，本申请解决了现有技术不能连续对转炉炉口火焰温度进行检测的问题，提高了检测结果的准确性。

实施例二

图2为本申请实施例二提供的一种转炉火焰温度检测***的详细结构示意图。

如图2所示，本申请实施例在实施例一的基础上，将图像采集模块进行了细化。本申请实施例提供的转炉火焰温度检测***，包括：图像采集模块1，图像处理模块2和计算模块3，并且三个模块依次相连接。其中图像采集模块1包括：双红外CCD相机111，变焦镜头112，滤光镜片113，双红外CCD相机121，变焦镜头122和滤光镜片123。

其中：图像采集模块包括两台双红外CCD相机，分别为双红外CCD相机111和双红外CCD相机121。以双红外CCD相机111为例，它的安装方式如下：滤光镜片113安装在变焦镜头112上，变焦镜头112安装在双红外CCD相机111上。相同的，滤光镜片123安装在变焦镜头122上，变焦镜头122安装在双红外CCD相机121上。

在本申请实施例按照上述安装方式组合完成的两台双红外CCD相机，通过使用不同的滤光镜片，获取不同波段下的火焰图像信息。

此外，在本申请实施例中，变焦镜头为6-10倍电动变焦镜头。滤光片为红外波段的带通滤光片，波长范围在1100nm-2500nm，带宽为10nm，用户可以根据现场需求进行选择。

由以上技术方案可见，本申请实施例提供的转炉火焰温度检测***，主要包括图像采集模块，图像处理模块和计算模块，并且三个模块依次相连接。同时提供了图像采集模块的内部结构，包括两台双红外CCD相机，分别安装在两台双红外CCD相机上的变焦镜头，以及分别安装在变焦镜头上的滤光镜片。组合完成后的两台双红外CCD相机，用于获取不同波段下的火焰图像信息。

实施例三

本申请实施例提供了机械保护箱外部结构示意图和机械保护箱内部平面图，分别如图3和图4所示。

图3为本申请实施例三提供的机械保护箱外部结构示意图。

如图3所示，本申请实施例提供的机械保护箱的外部结构包括：视窗1（1），视窗2（2），遮尘罩（3）和安装锁扣（4）。

其中：视窗1（1）和视窗2（2）分别设置在两台双红外CCD相机的变焦镜头之前，使两台双红外CCD相机在机械保护箱的保护之下，可以分别透过视窗1（1）和视窗2（2）拍摄到转炉炉口火焰图像信息；遮尘罩（3）设置在机械保护箱上方，可以对机械保护箱起到保护的作用，同时还能使防止灰尘落在机械保护箱上；安装锁扣（4）设置在机械保护箱和遮尘罩之间，用于将遮尘罩固定在机械保护箱上。

此外，在本申请实施例中，机械保护箱采用铝合金材质，可以减轻机械保护箱的重量，使得机械保护箱更加轻便。

图4为本申请实施例三提供的机械保护箱内部平面图。

如图4所示，本申请实施例公开的机械保护箱内部平面图包括：出线孔1，出线孔2，用来安装相机调节结构的托板3，镜头吹扫装置4和紧固螺钉5。

其中：出线孔1、出线孔2分别用来引出两台双红外CCD相机的信号传输线，出线孔1和出线孔2引出的信号传输线均与图像处理模块相连接，从而使两台双红外CCD相机拍摄得到的火焰图像信息均经过信号传输线发送给图像处理模块进行处理。

托板3位于机械保护箱的中部位置，主要用来安装相机调节结构。如图5所示，紧固螺钉5为托板3上的8个螺钉。其中：***4个螺钉的主要作用是将托板3固定在机械保护箱上，里圈4个螺钉的主要作用是将相机调节结构安装在托板3上。相机调节结构的主要作用是可以同时调节两台双红外CCD相机的仰角和左右视角，保证两个双红外CCD相机采集的图片具有98％以上的重合度，从而保证两台双红外CCD相机采集的火焰图像信息具有一致性。

镜头吹扫装置4的主要作用是对视窗表面的灰尘进行吹扫，清洁视窗。同时机械保护箱中还可以设置有对机械保护箱内的温度进行调节的温度调节装置。在这里温度调节装置的功能由镜头吹扫装置完成，镜头吹扫装置4在对视窗表面的灰尘进行吹扫时，提供的是冷风，所以该镜头吹扫装置在清洁视窗的过程中，可以调节机械保护箱的温度。

由以上技术方案可见，本申请实施例提供的机械保护箱外部结构示意图和机械保护箱内部平面图，能够更加清晰的展现机械保护箱的结构。本申请实施例提供的机械保护箱包括:视窗、遮尘罩、安装锁扣、相机调节结构和镜头吹扫装置。其中视窗能够使两台双红外CCD相机在机械保护箱的保护下，透过视窗拍摄到转炉炉口火焰图像信息；安装锁扣可以将遮尘罩很好的固定在机械保护箱上，同时在机械保护箱上安装遮尘罩可以防止灰尘落在机械保护箱上；相机调节结构可以同时调节两台CCD相机的仰角和左右视角，保证两个CCD相机采集的图片具有98％以上的重合度，从而保证两台双红外CCD相机采集的火焰图像信息具有一致性。镜头吹扫装置用于对视窗表面的灰尘进行吹扫，又因为该镜头吹扫装置提供冷风，所以，镜头吹扫装置同时也起到了对机械保护箱的箱体内部的温度进行调节的作用。

实施例四

图5为本申请实施例四提供的一种转炉火焰温度检测***的详细结构示意图。

如图5所示，本申请实施例是在实施例一的基础上将图像处理模块进行了细化，本申请实施例提供的转炉火焰温度检测***包括：图像采集模块1，图像处理模块2和计算模块3，并且三个模块依次相连接。其中：图像处理模块2包括：存储单元21，噪声滤除单元22和分割单元23。

图像采集模块1的主要作用是获取转炉炉口火焰图像信息，然后将获取的火焰图像信息输出。这里输出的火焰图像信息可以为数字信号。

存储单元21的输入端与图像采集模块1的输出端相连接，存储单元21接收图像采集模块1输出的火焰图像信息，并且对接收到的火焰图像信息进行保存。噪声滤除单元22的输入端与存储单元21的输出端相连接，噪声滤除单元22接收存储单元21输出的火焰图像信息，并且对接收到的火焰图像信息进行噪声滤除，以得到更加清晰的火焰图像信息。分割单元23的输入端与噪声滤除单元22的输出端相连接，分割单元23接收噪声滤除单元22输出的火焰图像信息，并且对接收的火焰图像信息进行图像分割，以得到火焰图像

计算模块3的输入端与分割单元23的输出端相连接，计算模块3用于接收分割单元23输出的火焰图像，并且依据物体的辐射光谱与物体温度存在非线性的关系计算所述火焰图像中各个像素的温度值，然后依据所述各个像素的温度值获取转炉炉口的火焰温度。

由以上技术方案可见，本申请实施例提供的转炉火焰温度检测***，主要包括图像采集模块，图像处理模块和计算模块。同时提供了图像处理模块的内部结构，包括存储单元，噪声滤除单元和分割单元。在检测过程中，火焰图像信息通过存储单元、噪声滤除单元和分割单元后可以得到清晰的火焰图像，以便于计算模块利用火焰图像计算转炉炉口的火焰温度。从而使得本申请在检测过程中，不仅解决了现有技术不能连续对转炉炉口火焰温度进行检测的问题，而且进一步提高了检测结果的准确性

实施例五

本申请实施例提供了一种噪声滤除方法，主要涉及实施例四中提到的图像处理模块中噪声滤除单元的工作方式。

火焰图像信息在采集过程中往往受到各种噪声源的噪声干扰，这些噪声干扰在图像上常常表现为一些孤立的像素点，而上述孤立像素点如不经过滤波处理，会对以后的图像分割、分析和判断带来影响。具体地，对受到噪声干扰的图像可采用线性滤波的方法来处理，但很多线性滤波的方法具有低通性，在去噪声干扰的同时也使得边缘模糊了。

故本申请实施例中，为了避免上述问题，采用一种非线性的滤波方法去除噪声。具体地，采用中值滤波的方法，其可在实现去除噪声的同时，又保护图像的边缘。上述中值滤波的实现原理是把图像中的某一像素的灰度值用该像素的一个区域的各像素灰度值的中值代替，上述中值的定义如下：

数值X1、X2、X3...Xn假如其排序如下：Xi1≤Xi2≤Xi3≤...≤Xin，则

$M=\mathrm{Med}\{X1,X2,X3...\mathrm{Xn}\}=\left\{\begin{array}{cc}\mathrm{Xi}((1+n)/2)& n=2m-1\\ (\mathrm{Xi}(n/2)+\mathrm{Xi}(1+n/2))/2& n=2m\end{array}\right.$

其中，m为正自然数，Ｍ为X1、X2、X3...Xn的中值，如有一个序列（10，20，30，40，50，60，70），则中值为40。

由以上技术方案可见，本申请实施例提供的噪声滤除方法，主要是采用一种非线性的滤波方法滤除噪声。具体地，采样中值滤波的方法，即把图像中的某一像素的灰度值用该像素的一个区域的各个像素灰度值的中值代替。通过该中值滤波方法，可以使得在实现去除噪声的同时，能够保护图像的边缘，使得以后的图像分割、分析和判断等结果更加准确。

实施例六

本申请实施例提供一种阈值分割法，主要涉及实施例四中提到的图像处理模块中分割单元的工作方式。

本申请实施例中，对火焰图像信息中的图像分割具体采用的是阈值分割法。上述阈值分割法是一种简单的基于区域的分割技术，其利用图像中要提取的目标和背景在灰度特性上的差异，把图像视为具有不同灰度级的两类区域的组合，选取一个合适的阈值，以确定图像中每个像素点是属于目标还是属于背景。上述方法的具体过程为：首先确定一个处于图像灰度级范围内的灰度阈值T；然后将图像中每个像素的灰度值都与这个阈值T比较，根据上述灰度值是否超过阈值T而将图像分割成大于阈值T的像素群(目标)和小于阈值T(背景)的像素群两部分。若输入图像为F（x，y），输出图像为B（x，y），则上述方法可用函数表述为：

$B(x,y)=\left\{\begin{array}{cc}1& F(x,y)>T\\ 0& F(x,y)<T\end{array}\right.,$ 其中，1表示目标，0表示背景。

阈值分割法将经过噪声滤除处理后的火焰图像信息进行图像分割处理，得到火焰图像，以便于以后计算模块利用火焰图像对转炉炉口火焰温度进行计算。

图6为本申请实施例六提供的转炉炉口火焰强时，火焰图像信息在分割处理前后的效果对比图。

该图展现的是转炉炉口火焰强时，火焰图像信息在分割处理前后的效果对比图。该图横纵坐标代表所拍摄图片的尺寸，相机的分辨率为480*640，且坐标有余量。

图7为本申请实施例六提供的转炉炉口火焰弱时，火焰图像信息在分割处理前后的效果对比图。

该图展现的是转炉炉口火焰弱时，火焰图像信息在分割处理前后的效果对比图，该图横纵坐标代表所拍摄图片的尺寸，相机的分辨率为480*640，且坐标有余量。

由上述图7和图8可知，不论转炉炉口火焰强度大或小，上述分割处理方法都可以准确的从火焰图像信息中分割出所需要的火焰图像。

由以上技术方案可见，本申请实施例提供的阈值分割法，主要是利用图像中要提取的目标和背景在灰度特性上的差异，把图像视为具有不同灰度级的两类区域的组合，选取一个合适的阈值，以确定图像中每个像素点是属于目标还是属于背景。不论转炉炉口火焰强度大或小，上述分割处理方法都可以准确的从火焰图像信息中分割出所需要的火焰图像，以便于以后计算模块利用火焰图像对转炉炉口火焰温度进行计算。

实施例七

本申请实施例提供一种转炉炉口火焰温度计算方法，主要涉及实施例一中的计算模块通过火焰图像计算得到转炉炉口火焰温度的具体方法。

计算模块的输入端和图像处理模块的输出端相连接，接收图像处理模块输出的火焰图像。并且将从图像处理模块所接收的火焰图像进行计算得到转炉炉口火焰温度，其计算过程如下所示：

首先，计算模块依据物体的辐射光谱与物体温度存在非线性的关系计算火焰图像中各个像素的温度值。

因为在高频低温的情况下，普朗克黑体辐射定理可由维恩定理近似而来。所以，黑体的辐射功率为：

$M_{\mathrm{\&lambda;}}\left(T\right)=C_1{\mathrm{\&lambda;}}^{-5}{e}^{-\frac{C_2}{\mathrm{\&lambda;T}}}---\left(1\right),$

其中，C1表示第一辐射常数，C1=3.7418×10-16W·m2；

C2表示第二辐射常数，C2=1.4388×10-2·m。

依据公式（1），在某特定波长下，单色辐照度为：

$E_{\mathrm{\&lambda;}}\left(T\right)=C_1{\mathrm{\&lambda;}}^{-5}{e}^{-\frac{C_2}{\mathrm{\&lambda;T}}}{\mathrm{\&epsiv;}}_{\mathrm{\&lambda;}}---\left(2\right),$

其中，ε_λ表示单色发射率。

由于黑体在不同波长下单色发射率都相同，则若在波长λ₁和λ₂下测得同一点的单色辐照度

和并将上述和

带入公式（2），即可根据上述单色辐照度和

之比求出物体的温度T：

$T=\frac{C_2}{\ln (E_{{\mathrm{\&lambda;}}_1}/E_{{\mathrm{\&lambda;}}_2})+5\ln ({\mathrm{\&lambda;}}_1/{\mathrm{\&lambda;}}_2)}(\frac{1}{{\mathrm{\&lambda;}}_2}-\frac{1}{{\mathrm{\&lambda;}}_1})---\left(3\right).$

通过以上推理得到，依据物体的辐射光谱与物体温度存在非线性的关系计算所述火焰图像中各个像素的温度值的公式如下所示：

计算模块具体为依据公式 $T=\frac{C_2}{\ln (E_1/E_2)+5\ln ({\mathrm{\&lambda;}}_1/{\mathrm{\&lambda;}}_2)+\mathrm{\&delta;}1}(\frac{1}{{\mathrm{\&lambda;}}_2}-\frac{1}{{\mathrm{\&lambda;}}_1})$ 计算火焰图像中各个像素的温度值的计算模块，其中：

C2表示第二辐射常数，C2=1.4388×10-2·m；

E₁、E₂分别表示所述两台红外相机（每台相机采用不同的红外波段的滤光片）在不同红外波段采集到的能量值；

λ₁、λ₂分别表示所述滤光镜片所对应的波长；

δ1为单色发射率ε_λ1、ε_λ2及λ₁、λ₂波段的响应系数K_λ1、K_λ2共同作用的常数。

通过上述公式，可以得到火焰图像中各个像素的温度值。

当计算模块依据物体的辐射光谱与物体温度存在非线性的关系计算出火焰图像中各个像素的温度值后，将通过所得到的各个像素的温度值计算转炉炉口火焰温度。

通过各个像素的温度值计算得到转炉炉口的火焰温度的方法如下：首先是将各个像素的温度值相加，然后除以火焰图像的总像素得到平均温度，该平均温度即转炉炉口火焰温度。

由以上技术方案可见，本申请实施例提供的计算方法，主要涉及计算模块通过火焰图像计算得到转炉炉口火焰温度的具体方法。该方法详细的讲述了计算模块如何依据物体的辐射光谱与物体温度存在非线性的关系计算火焰图像中各个像素的温度值，并且通过各个像素的温度值计算得到转炉炉口火焰温度。使得本申请更加清晰明了的介绍了转炉火焰温度检测***的计算模块的工作方式。

实施例八

图8为本申请实施例八提供的一种转炉火焰温度检测***的整体结构实体图。

如图8所示，本申请实施例提供的转炉火焰温度检测***的整体结构实体图，包括：转炉火焰信息采集装置1、工控机2、转炉炉口火焰3、信号传输线4和用户控制界面5；转炉火焰信息采集装置1包括：机械结构盒11和调节支架12，为了更加清楚显示该***的整体结构实体图，图中机械结构盒的具体结构并未画出。机械结构盒的功能与上述实施例中所提供的用于采集火焰图像信息的两台双红外CCD相机和机械保护箱的功能相同。

其中，机械结构盒11安装在调节支架12上，机械结构盒11主要是对转炉炉口火焰3进行火焰图像信息采集，调节支架12主要对机械结构盒11起到支撑作用，同时还可以通过调整调节支架12的高度，实现对机械结构盒11高度的调整。以使机械结构盒11在采集火焰图像信息时有更好的工作环境。

机械结构盒11中的两台双红外CCD相机的输出端通过信号传输线4与工控机2的输入端相连接，工控机接收两台双红外CCD相机输出的火焰图像信息并对所接收到的火焰图像信息进行处理。工控机2与上述图像处理模块和图像计算模块的功能相同，主要是对接收到的火焰图像信息进行预处理和计算得到转炉炉口火焰温度。其中工控机2还包括用户控制界面5，用户通过该控制界面可以查看转炉炉口火焰温度，同时还能够对工控机进行控制。

在实际操作中，本申请实施例提供的转炉炉口火焰温度检测***的工作流程如下：首先，进行***组装连接，即将选定好的滤光镜片安装在变焦镜头上，然后将变焦镜头分别安装在两台相机上，接着分别将两台相机的输出信号线与工控机相连接，同时调节两台相机的仰角和左右视角，保证两个相机采集的图片具有98％以上的重合度，最后分别连接相机和工控机的电源。***组装完成后，启动工控机上的软件，分别将两台相机拍摄得到的火焰图像信息进行噪声滤除和图像分割得到火焰图像，然后分别计算两台相机在λ1、λ2波段所采集图像的各亮度值对应的温度，得到温度场云图T，再根据温度场T得到平均温度t，最后***判断是否完成一炉次的检测，若完成则结束采集火焰图像信息，若未完成则继续采集火焰图像信息，并通过所采集到的火焰图像信息计算炉口火焰温度。

由以上技术方案可见，本申请实施例提供的转炉火焰温度检测***的整体结构实体图，能够更加直观的展现转炉火焰温度检测***的外部形态特征，包括：转炉火焰信息采集装置、工控机、转炉炉口火焰、信号传输线和用户控制界面，其中，转炉火焰信息采集装置包括：机械结构盒和调节支架，机械结构盒的功能与上述实施例中所提供的用于采集火焰图像信息的两台双红外CCD相机和机械保护箱的功能相同。工控机与上述实施例提供的用于对火焰图像信息进行预处理和计算的图像处理模块和计算模块功能相同。该转炉火焰温度检测***的整体结构实体图首先通过转炉火焰信息采集装置采集转炉炉口火焰温度的火焰图像信息，然后通过信号传输线将采集到的火焰图像信息发送给工控机，由工控机对接收到的火焰图像信息进行预处理和计算，得到转炉炉口火焰温度。同时工控机还包括用户控制界面，使用户可以通过该界面查看转炉炉口火焰温度，并能够对工控机进行控制。

实施例九

图9为本申请实施例九提供的转炉炉口火焰温度检测***所测得的转炉炉口火焰在某段时间内的温度图。

该图所示，横坐标为时间，纵坐标为转炉炉口的火焰温度。

在冶炼第5分钟和第7分钟，因为有两次加料操作，所测的温度曲线均出现了较大幅度的降低；在第8-9分钟由于操作工频繁升降烟罩，造成温度曲线有一定的波动；在吹炼末期，曲线上升趋势趋于平缓；当接近终点时，炉口火焰变弱，温度开始下降，这时实际测得的火焰温度也同样下降。由图9可知，终点火焰温度为1730℃，而热电偶所测温度为1724℃。该转炉炉口火焰温度检测***所测得的终点火焰温度与热电偶所测得的终点火焰温度误差为6℃，在误差允许范围内。由此可知，该转炉炉口火焰温度检测***达到钢厂使用要求。

由以上技术方案可见，本申请实施例提供的转炉火焰温度检测***所测得的转炉炉口火焰在某段时间内的温度图，更加直观的展现了转炉火焰温度检测***对转炉炉口火焰温度的检测情况，同时将该图所测得的温度与实际情况进行对比。如：进行加料操作时，转炉炉口火焰温度会有所下降；升降烟罩时，因为烟罩的高低，导致炉口的火焰面积不一样，在炉口与氧燃烧的剧烈程度也不一样，所以会使转炉炉口火焰温度造成一定的波动。并且结合现有技术热电偶所测得的转炉炉口火焰温度对图9进行分析，图9中终点火焰温度为1730℃，而热电偶所测温度为1724℃。该转炉炉口火焰温度检测***所测得的终点火焰温度与热电偶所测得的终点火焰温度误差为6℃，在误差允许范围内。最终证实了本申请所提供的转炉炉口火焰温度检测***达到了钢厂的使用要求。本申请实施例通过将本申请所提供的转炉炉口火焰温度检测***测得的转炉炉口火焰温度与现有技术所测得的炉口火焰温度相比较，同时结合实际情况对火焰温度造成的影响进行分析，得出本申请所提供的转炉火焰温度检测***达到了钢厂使用要求的结论。这样综合的分析，使得所得到的结论更加有说服力。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上仅是本申请的优选实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种转炉火焰温度检测***，其特征在于，包括：

用于获取转炉炉口火焰图像信息的图像采集模块；

与所述图像采集模块相连接，用于对所述火焰图像信息进行预处理，得到火焰图像的图像处理模块；

与所述图像处理模块相连接，用于依据物体的辐射光谱与物体温度存在非线性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的计算模块。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述图像采集模块包括：两台双红外CCD相机、变焦镜头和滤光镜片，其中：

所述两台双红外CCD相机上分别设置有变焦镜头；

所述变焦镜头上分别设置有滤光镜片。

3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述滤光镜片为红外波段的带通滤光片，波长范围在1100nm-2500nm，带宽为10nm。

4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述图像处理模块包括：用于接收所述图像采集模块发送的火焰图像信息，并将该信息进行保存的存储单元；

与所述存储单元相连接，用于对所述存储单元中的火焰图像信息进行噪声滤除的噪声滤除单元；

与所述噪声滤除单元相连接，用于对所述噪声滤除后的火焰图像信息进行图像分割，得到火焰图像的分割单元。

5.根据权利要求1或2所述的***，其特征在于，所述图像采集模块还包括：外壁上设置有用于图像采集模块采集火焰图像信息的视窗，且内部设置有可容纳所述滤光镜片、所述变焦镜头和所述两个双红外CCD相机的空间的机械保护箱。

6.根据权利要求5所述的***，其特征在于，所述图像采集模块还包括：安装在所述机械保护箱内，用于对所述机械保护箱的视窗的表面灰尘进行吹扫的镜头吹扫装置。

7.根据权利要求5所述的***，其特征在于，在所述机械保护箱的外壁上设置有进气口和出气口；

该装置还包括：安装在所述机械保护箱内、且位于所述进气口处的、用于对所述机械保护箱进行温度调节的的温度调节装置。

8.根据权利要求5所述的***，其特征在于，所述机械保护箱还包括：用于同时调节所述两个双红外CCD相机的仰角和左右视角，保证所述两个双红外CCD相机采集的图片具有98％以上重合度的相机调节结构。

9.根据权利要求5所述的***，其特征在于，还包括：设置在所述机械保护箱上方、用于防止灰尘落在所述机械保护箱上的遮尘罩。

10.根据权利要求9所述的***，其特征在于，还包括：用于将所述遮尘罩固定在所述机械保护箱上的安装锁扣。

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