一種kr脫硫鐵水液面高度測量系統(tǒng)及其使用方法
【專利摘要】一種KR脫硫鐵水液面高度測量系統(tǒng)及其使用方法，其技術(shù)方案是：在鐵水罐(3)傾翻方向一側(cè)的上方固定地裝有工業(yè)相機(jī)(1)，工業(yè)相機(jī)(1)的鏡頭正對鐵水罐(3)回位后的回位方向一側(cè)的鐵水(4)液面，工業(yè)相機(jī)(1)位于鐵水罐(3)形心轉(zhuǎn)動的平面上；在鐵水罐(3)回位方向一側(cè)的鐵水牽引車(5)上裝有回位極限開關(guān)(6)，回位極限開關(guān)(6)位于鐵水罐(3)回位完成時的相接觸處；工業(yè)相機(jī)(1)的鏡頭上安裝有濾光片(2)?；匚粯O限開關(guān)(6)與數(shù)據(jù)采集卡(7)的A/D-1口相連，工業(yè)相機(jī)(1)與計算機(jī)(9)相連，計算機(jī)(9)裝有數(shù)據(jù)采集卡(7)和液面高度測量軟件(8)。
【專利說明】一種KR脫硫鐵水液面高度測量系統(tǒng)及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鐵水液面高度測量【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種KR脫硫鐵水液面高度測量系統(tǒng)及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]KR脫硫作業(yè)中，鐵水液面高度是一個很重要的參數(shù)，用以確定攪拌器的插入深度，而攪拌器的插入深度是否合理將嚴(yán)重影響脫硫效果，因此對KR脫硫鐵水液面高度進(jìn)行準(zhǔn)確測量非常必要。目前，確定KR脫硫鐵水液面高度有以下幾種:
[0003]1.根據(jù)鐵水重量和鐵水罐形狀計算液面高度，其具體計算方法是:先稱鐵水罐空罐重量，然后盛入鐵水后再次稱重，兩次稱重相減得到鐵水重量，再根據(jù)鐵水密度及鐵水罐內(nèi)部空間形狀計算出鐵水液面高度；由于鐵水罐罐壁粘渣、罐底腐蝕等會導(dǎo)致鐵水罐內(nèi)部形狀及鐵水罐本體質(zhì)量發(fā)生變化,而且由于鐵水成分、溫度等不同會弓I起鐵水密度波動,這些都會導(dǎo)致鐵水液面高度計算的不準(zhǔn)確。
[0004]2.根據(jù)攪拌器粘連的鐵水估算液面高度，其具體方法是:先將攪拌器的一部分下降至浸入鐵水中，停留數(shù)秒后提起，然后通過人工觀測攪拌器上粘連鐵水的情況估算出鐵水液面高度；該方法由于需要將攪拌器先下降、再停止、后提升一系列動作，導(dǎo)致耗時較長，且由于液面高度是人工估算，準(zhǔn)確性難以保證。
[0005]3.利用雷達(dá)測量鐵水液面高度，其具體方法是:測量鐵水液面時，將測量裝置安裝于鐵水液面正上方，鐵水作為高溫液體其正上方溫度很高，會導(dǎo)致測量裝置容易損壞，不利于對鐵水液面高度的長期、穩(wěn)定測量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的在于提供一種操作簡便、測量準(zhǔn)確、能夠長期穩(wěn)定工作的KR脫硫鐵水液面高度測量系統(tǒng)及其使用方法。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是由KR脫硫鐵水液面高度測量系統(tǒng)及其使用方法組成；KR脫硫鐵水液面高度測量系統(tǒng)是:在鐵水罐傾翻方向一側(cè)的上方固定地裝有工業(yè)相機(jī)，工業(yè)相機(jī)的鏡頭正對鐵水罐回位后的回位方向一側(cè)的鐵水液面，工業(yè)相機(jī)位于鐵水罐形心轉(zhuǎn)動的平面上；在鐵水罐回位方向一側(cè)的鐵水牽引車上裝有回位極限開關(guān)，回位極限開關(guān)位于鐵水罐回位完成時的相接觸處；工業(yè)相機(jī)的鏡頭上安裝有濾光片。
[0008]回位極限開關(guān)與數(shù)據(jù)采集卡的Α/D-l 口相連，工業(yè)相機(jī)與計算機(jī)相連，計算機(jī)裝有數(shù)據(jù)采集卡和液面高度測量軟件。
[0009]所述的液面高度測量軟件的主流程是:
[0010]S1、輸入?yún)?shù)；
[0011](I)鐵水罐處于回位狀態(tài)時罐口離地面的高度Hl ；
[0012](2)圖像A上的線段a的上端點距離圖像A的上邊緣的距離hi ；
[0013](3)圖像A上的線段a的長度L2 ；[0014]⑷物像比k。
[0015]S2、掃描Α/D-l通道，當(dāng)鐵水罐回位完成瞬間，檢測到回位極限開關(guān)閉合。
[0016]S3、在回位極限開關(guān)閉合瞬間，從工業(yè)相機(jī)米集一幅回位方向一側(cè)的鐵水液面圖像，所述鐵水液面圖像即為圖像B。
[0017]S4、在圖像B上確定一個矩形區(qū)F，矩形區(qū)F的中心線與圖像B上的鐵水罐中心線重合，矩形區(qū)F上端與圖像B上邊緣的距離等于圖像A上的線段a的上端點距離圖像A的上邊緣的距離hi，矩形區(qū)F的寬度為20個像素，矩形區(qū)F的長度為圖像A上的線段a的長度L2的2倍。
[0018]S5、利用矩形區(qū)F截取圖像B，對所截取的矩形區(qū)F進(jìn)行灰度化，得到圖像C。
[0019]S6、求圖像C最后10行的平均灰度m,
【權(quán)利要求】
1.一種KR脫硫鐵水液面高度測量系統(tǒng)，其特征在于所述的鐵水液面高度測量系統(tǒng)是:在鐵水罐(3)傾翻方向一側(cè)的上方固定地裝有工業(yè)相機(jī)(I)，工業(yè)相機(jī)(I)的鏡頭正對鐵水罐(3)回位后的回位方向一側(cè)的鐵水(4)液面，工業(yè)相機(jī)(I)位于鐵水罐(3)形心轉(zhuǎn)動的平面上；在鐵水罐(3)回位方向一側(cè)的鐵水牽引車(5)上裝有回位極限開關(guān)(6)，回位極限開關(guān)(6)位于鐵水罐(3)回位完成時的相接觸處；工業(yè)相機(jī)(I)的鏡頭上安裝有濾光片(2)； 回位極限開關(guān)(6)與數(shù)據(jù)采集卡(7)的Α/D-l 口相連，工業(yè)相機(jī)(I)與計算機(jī)(9)相連，計算機(jī)(9)裝有數(shù)據(jù)采集卡(7)和液面高度測量軟件(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的KR脫硫鐵水液面高度測量系統(tǒng)，其特征在于所述的液面高度測量軟件(8)的主流程是: 51、輸入?yún)?shù) (1)鐵水罐(3)處于回位狀態(tài)時罐口離地面的高度H1， (2)圖像A上的線段a的上端點距離圖像A的上邊緣的距離hl， (3)圖像A上的線段a的長度L2， (4)物像比k； 52、掃描Α/D-l通道，當(dāng)鐵水罐(3)回位完成瞬間，檢測到回位極限開關(guān)(6)閉合； 53、在回位極限開關(guān)(6)閉合瞬間，從工業(yè)相機(jī)(I)采集一幅回位方向一側(cè)的鐵水(4)液面圖像，所述鐵水(4)液面圖像即為圖像B ; 54、在圖像B上確定一個矩形區(qū)F，矩形區(qū)F的中心線與圖像B上的鐵水罐(3)中心線重合，矩形區(qū)F上端與圖像B上邊緣的距離等于圖像A上的線段a的上端點距離圖像A的上邊緣的距離hi，矩形區(qū)F的寬度為20個像素，矩形區(qū)F的長度為圖像A上的線段a的長度L2的2倍； 55、利用矩形區(qū)F截取圖像B，對所截取的矩形區(qū)F進(jìn)行灰度化，得到圖像C； 56、求圖像C最后10行的平均灰度m
R 20 m = ic])/200
r-R-9 c-l 其中:Pc[r，c]為圖像C第r行第c列的灰度值， R為圖像C的灰度矩陣的行數(shù)； 57、對圖像C進(jìn)行二值化，二值化閾值為0.9X平均灰度m，得到二值化后的圖像D; 58、將圖像D從上往下相鄰兩行對應(yīng)像素點的灰度值相減，將相減的結(jié)果取絕對值相加，再將相加的結(jié)果存入數(shù)組Arr中，SP
Arr[/] = Υ^\Ρυ[? + \,β-Ρη[?,]]\ ’

H-1 其中:PD[i，j]為圖像D第i行第j列的灰度值； 59、找到數(shù)組Arr中的最大值，該最大值在數(shù)組Arr中索引為η； S10、計算鐵水⑷液面聞度，H鐵水液面高度=Hl_nXk ； SI 1、保存數(shù)據(jù)，本次測量結(jié)束。
3.如權(quán)利要求1所述KR脫硫鐵水液面高度測量系統(tǒng)的使用方法，其特征在于所述方法的步驟是: 步驟一、未盛鐵水[4]的鐵水罐(3)處于回位狀態(tài)時，在鐵水罐(3)形心轉(zhuǎn)動的平面與鐵水罐(3)內(nèi)壁的交線上從罐口往下標(biāo)記一段線段a，線段a的長度LI為鐵水罐(3)高度的0.15~0.25倍； 步驟二、啟動計算機(jī)(9)裝有的液面高度測量軟件(8)，點擊采集圖像按鈕，液面高度測量軟件(8)通過工業(yè)相機(jī)(1)采集一幅包含鐵水罐(3)內(nèi)壁標(biāo)記線段a的圖像，得到圖像A ; 步驟三、點擊計算標(biāo)記區(qū)長度按鈕，液面高度測量軟件(8)計算圖像A上線段a的長度，得到圖像A上的線段a的長度L2 ； 步驟四、點擊計算物像比按鈕，液面高度測量軟件(8)計算得到物像比k，物像比k =L1/L2，其中:L1為線段a的長度，L2為圖像A上的線段a的長度； 步驟四、點擊計算罐口高度按鈕，液面高度測量軟件(8)在圖像A上計算線段a的上端點距離圖像A的上邊緣的距離，得到圖像A上的線段a的上端點距離圖像A的上邊緣的距離hi ； 步驟五、點擊液面高度測量按鈕，打開液面高度測量主界面； 步驟六、在液面高度測量主界面輸入?yún)?shù): (1)鐵水罐(3)處于回位狀態(tài)時罐口離地面的高度H1， (2)圖像A上的線段a的上端點距離圖像A的上邊緣的距離hl， (3)圖像A上的線段a的長度L2， (4)物像比k； 步驟七、點擊開始測量鐵水液面高度按鈕，得到鐵水(4)液面高度； 步驟八、液面高度測量完成，退出液面高度測量軟件(8)，結(jié)束。
【文檔編號】G01F23/00GK103954330SQ201410208174
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月16日
【發(fā)明者】陳奎生, 肖林偉, 但斌斌, 湛從昌, 容芷君, 曾良才, 付連東, 陳新元, 朱學(xué)彪 申請人:武漢科技大學(xué)