高爐爐料粒度監控系統的製作方法

2024-03-31 01:21:05 2

本實用新型涉及視頻監控在線分析技術領域，特別涉及一種高爐爐料粒度監控系統。

背景技術：

在冶金行業的高爐煉鐵生產過程中，高爐用爐料，尤其是燒結礦及焦炭，入爐前都需進行物理與化學分析。其中，爐料粒度的分布狀況，就是一個非常重要的參數。根據高爐冶煉工藝，對爐料有著嚴格的要求，例如入爐料粒度要均勻、爐料粒度要偏小、加入的爐料中的粉末要篩除以及爐料中有害雜質含量要少等。不同粒度的原燃料裝入高爐，爐料會有填充作用，使爐料的空間減少，透氣性差。而粒度均勻則會提高爐料透氣性，提高礦石間接還原度。這對高爐生產的節能、高產具有積極的意義。

目前，一般高爐爐料的粒度分析，大多是採用傳統簡易的機械方法。例如，採用樣勺或鬥狀容器，每隔一定時間取樣一次,送至篩分機分級，分出的各粒級送入稱量漏鬥過秤，通過計算得出爐料粒度大小的分布狀況。由此可見，採用傳統的檢驗方法進行爐料的粒度分析，不但繁瑣費時，而且效率極低，不能滿足現代化大生產的要求。因此，急需實現在線、實時、快捷的檢測方式。

隨著工業視頻技術和計算機圖形處理技術的飛速發展，為實現在線、實時、快捷的檢測提供了可能。正因如此，對於利用數字圖像處理技術對輸送皮帶上的爐料進行圖像採集、處理的過程中，是否能夠清晰、全面、準確的對現場物料進行圖像採集對後續圖像處理具有至關重要的影響。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種能夠實現對高爐爐料進行在線物料採集、監控和處理的高爐爐料粒度監控系統。

為此，本實用新型技術方案如下：

一種高爐爐料粒度監控系統，包括設置在輸送設備上方的成像設備和位於所述成像設兩側的照明光源；所述照明光源在低於所述成像設備0.4～0.5m處對向傾斜向下設置；所述照明光源的光通量40000±5％LM，色溫為5500～6000K。

進一步地，所述照明光源為LED光源，其設置在成像設備兩側對稱低角度打光；所述LED光源的光束中心與垂直方向之間的夾角為30～60°。

進一步地，所述成像設備包括至少一臺工業攝像機，相鄰所述工業攝像機之間的水平間距為0.8m；在每臺所述工業攝像機前端安裝有鏡頭，所述工業攝像機和所述鏡頭垂直朝下設置。

進一步地，所述成像設備外側還套裝有氣體吹掃式防護套，保證成像設備和照明光源在高粉塵的環境下穩定正常工作；其中，吹掃介質為壓縮空氣。

進一步地，該系統還包括為成像裝置和照明裝置提供穩定電源的現場控制箱和設置在控制室內的控制系統；所述控制系統包括用以分析處理視頻圖像的工業計算機、用於顯示實時採集圖像和處理後數據的顯示裝置、用於控制現場控制箱、工業計算機和顯示裝置的室內控制箱、聲光報警裝置以及設置在工業計算機和聲光報警裝置之間的信號轉換器。

該高爐爐料粒度監控系統通過對成像設備和照明設備進行改進和調整，實現對傳送設備上的高爐爐料的原始圖像的高質量採集，為後續高爐爐料粒度分布圖像分析提供清晰、完整等的高質量原始圖像。

附圖說明

圖1為本實用新型的高爐爐料粒度監控系統的結構示意圖；

圖2為本實用新型的高爐爐料粒度監控系統的成像設備和照明光源設置於輸送設備上的結構示意圖；

圖3為圖2的側面結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施例對本實用新型做進一步的說明，但下述實施例絕非對本實用新型有任何限制。

如圖1所示，該高爐爐料粒度監控系統設置在現場的成像設備1、照明光源2、現場控制箱3，以及設置在控制室內的工業計算機4、顯示裝置5、室內控制箱6、信號轉換器7和聲光報警裝置8。

如圖2～3所示，成像設備1和照明光源2設置在高爐爐料輸送設備上方；高爐爐料採用傳送皮帶輸送至高爐爐內，成像設備1設置在傳送皮帶的正上方，照明光源2在低於所述成像設備0.4m處對向設置，其發光角度為45°；具體地，所述照明光源2選用HQ-SD-W400F泛光燈，其滿足光通量40000±5％LM，色溫為5500～6000K的要求。

在此需要強調的是，進行圖像採集時，原料上的光照非常重要，以減少外部光源的影響，避免陽光及日夜更替影響，最終才能獲取到便於後續圖像處理分析的質量良好的圖像。

由於該傳送皮帶的寬度為1.6m，因此成像設備1由兩臺工業攝像機構成，兩臺工業攝像機位於同一水平線上且間距為0.8m，使兩臺工業攝像機每臺攝像機分別對應傳送皮帶不同區域，同時保證兩臺工業攝像機的圖像採集範圍在傳送皮帶的寬度方向上覆蓋整個傳送皮帶。兩臺工業攝像機垂直朝向下方物料9設置；每臺工業攝像機前端安裝有鏡頭。

由於高爐生產條件較差，在敞開環境下灰塵多，因此在每臺工業攝像機和鏡頭外側還套裝有氣體吹掃式防護套，以壓縮空氣作為吹掃介質持續進行吹掃，確保攝像機鏡頭的潔淨。

成像裝置1和照明裝置2通過現場控制箱3與外接的氣源和電源連接，通過現場控制箱3用於為成像裝置1和照明裝置2提供穩定電源和氣源；同時，現場控制箱3與位於控制室內的室內控制箱6通過光纖連接，對應地，室內控制箱6內設有終端盒和網絡光端機；

室內控制箱6、工業計算機4和顯示裝置5依次通過電纜連接；室內控制箱6接收現場控制箱3傳送的圖像信息並傳送至工業計算機4進行圖像信息處理，得到物料的粒度和塊數信息並自動匹配實際物料種類；顯示裝置5實時顯示現場爐料運送圖像信息和工業計算機4處理得到的數據信息；聲光報警裝置8通過信號轉換器7與工業計算機4連接，當皮帶機上出現物料的外形尺寸大於工藝規定值時或有其它異常情況出現，通過信號轉換器7啟動報警裝置8自動發出報警信號。