高炉炉顶布料流动轨迹监测

引言目前高炉布料检测存在一定的困难和不足。一些现有的检测手段卜虽然在一定程度上获得了布料信息，但却没有完全适应高炉生产操作的需要。国内外一些学者针对研究的高炉建立了许多数学模型，但大部分是采用比例模型

引言目前高炉布料检测存在一定的困难和不足。一些现有的检测手段卜虽然在一定程度上获得了布料信息，但却没有完全适应高炉生产操作的需要。国内外一些学者针对研究的高炉建立了许多数学模型，但大部分是采用比例模型或全模型的测试数据来分析高炉布料过程，而采用高炉开炉实测数据进行分析的较少。料线检测一般采用雷达波方式，这种测量方法的缺点是测量点单一，但若采用多点测量，雷达波相互之间产生相位或频率之间干扰，严重影响测量精度，又因为高炉炉顶空间的限制，使雷达测量点数受到严格限制，因此降低了测量的有效性；料流轨迹测量时由于机械网架的存在而对料流轨迹产生很大影响，这是因为炉料颗粒下落碰撞到网架时，其速度和方向都发生变化，从而使得料流轨迹发生变化，导致对料流轨迹的测量误差增大，同时检测设备体积大，维护费用高，导致成本增加。1布料测试原理立体视觉原理是利用视差原理获取景物的形状信息，其过程是在不同角度采集景物的一对图像，利用它们之间的视差来恢复景物的深度信息。视不同视差对应不同的相对景深。具体方法是将极坐标光栅图像投射到被测物表面，从某一角度看，可以观察到由于受物体影响而使得光栅发生变化，反映了布料料流的宽度和轨迹；从另一个角度看，可以接收到同一时刻的不同图像信息，根据图像中特征点的信息变化对图像进行解析，可以恢复相位和极轴信息，进而确定料流形状和落点位置。2系统组成及设计包括激光发生器、极坐标光学栅格定位器、摄像镜头、CCD成像仪、监视器、图像采集卡、高频数据线等。其中，高速图像采集部分由专用视频解码器、图像缓冲以及控制接El电路组成。它的主要功能是进行A／D转换，即将视觉传感器获得的模拟视频信号实时转换为数字图像信号，并直接传输给计算机显示和处理，或传输给专用图像处理系统进行视觉信号的实时前端处理。图像采集系统与计算机的接口采用工业标准总线，如IAS总线、VMA总线或PCI总线等，根据现场自动化要求，实际中采用PCI总线与视频控制系统相连接，最高传输速率可达528Mb／S。3料流轨迹的检测和重建首先对获取的图像进行去噪声和平滑预处理；然后提取图像中的特征点，并根据同一时刻物体在CCD1和CCD2上获取的两幅图像料流轨迹的特征值(例如：激光栅格对应的坐标原点和料流轨迹边缘)，得到图像的标定值和成像距离差，进而采用三角法原理分析得到物体的景深数据，即料流轨迹的三维信息；最后采用CAD计算机辅助三维建模技术，重建料流轨迹的三维图像。为了保证图像三维信息的准确性，料流轨迹图像的特征点以极坐标交点和料流轨迹的边缘点作为基准。为了得到理想的特征点，首先需要对激光产生的极坐标光学栅格坐标交点进行提前标定，从而得到光学栅格与高炉内部实际物理位置的对应坐标值；然后再通过料流轨迹在极坐标光学平面上形成的轨迹线与光学特征点的对比分析，获取料流轨迹的坐标值。为准确提取特征点，必须对特征区域内的特征点的分割阈值进行合理确定，保证特征点分割阈值的准确性。（来源：炼钢）