烧结看火机器人制造技术

本发明专利技术是利用烧结机尾烧结块断面上的红外信息，通过红外热摄像器（或红外面阵温度仪）和计算机数据及图象处理，从而获取烧结机尾烧结块断面的温度及其分布特征、在计算机屏幕或其他图象监视器上再现烧结块断面的温度分布及其特征；同时结合烧结用料的化学成分和物理特征以及烧结混合料的性能，通过烧结矿质量和产量数学模型在线分析烧结矿的质量和产量。本发明专利技术实现烧结矿质量的在线检测，能改善烧结矿的质量，降低能耗，提高产品的质量和产量。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人，特别适用于烧结看火。烧结矿是高炉炼铁的主要原料，实现烧结矿质量的在线检测对于改善烧结矿的质量，降耗节能和高炉的稳产、高产有十分重要的意义。目前国内外一般采用定时(2小时或4小时一次)采样，离线检测的方法来获得烧结矿的质量信息。这种方法的缺点是时间滞后大，不能及时发现不合格的烧结矿，也就不能及时调整配料，影响了烧结矿的质量。国内外也开发了一些烧结矿FeO含量的在线检测装置，如比利时国家冶金中心，我国的马钢、武钢等。它们都是根据烧结矿中FeO含量不同磁性不同的这一点，通过H型变压器来检测烧结矿FeO含量。但由于磁力线穿透能力有限，检测到的一般是台车表层烧结矿的FeO含量，而这层是在点火炉内形成的，不能代表整个床层烧结矿的性质；并且检测时烧结矿的温度一般在居里点以上，以及床层结构的不均匀性等均限制了这种装置的使用价值。据了解，国内唯一一家曾经报道使用这种装置的马钢现在也已停止使用。有关烧结反应和烧结矿质量信息的另一个来源是有经验的看火工。他们通过对烧结机尾断面的观察，根据自身经验和有关知识对烧结过程和烧结矿质量作出估计和判断。但看火工的一些不稳定因素影响了估计和判断的可靠性、并且有经验的操作工的数量在减少。在利用烧结机尾烧结料断面方面已经作了不少工作。韩国浦项钢铁公司光阳厂采用CCD TV来获取烧结机尾断面图像，计算断面上红热带的比率给质量监控系统提供信息。日本川崎的SECOS系统中也有类似装置。国内有见报道的是武钢烧结厂和天津电视技术研究所研制的烧结机尾彩色工业电视监控系统，它仅仅是摄取图象然后在主控室显示以减轻看火工的劳动强度，并没有作进一步处理。宝钢2#烧结机尾也有类似装置。北京科技大学曾采用彩色摄像机摄取烧结机尾断面图象，但由于机尾粉尘过大而影响了图象的更有效处理，后改用红外点温仪通过分时成象的办法摄取机尾红外图象，效果有明显改进。近期，东北大学利用两台黑白CCD摄像机摄取断面图象并进行了进一步的处理，系统的有效性有待现场验证。从已有从烧结机尾烧结料断面图象系统看，其原则是通过由可见光再现的烧结机尾烧结料断面的图象判断烧结矿质量和烧结终点。但因可见光图象不能很好提反映被摄物体表面的温度及其分布，同时由于现场烧结机尾无可避免的粉尘的干扰，影响了可见光图象的效果，因此所有烧结机尾烧结块断面可见光图象系统对烧结产质量的识别都未达到其预期的效果。为了克服以上缺点，我们开发的这一烧结看火机器人。本专利技术通过红外热像仪或红外面阵温度仪获得烧结块断面上的温度及其分布，由计算机图象处理系统的图象采集卡数字化，经过去除噪声、直方图均衡化和伪彩色等预处理后，在计算机屏幕上或其他图象监视器上(如用户要求的话)再现体现烧结块断面温度分布的烧结块断面特征图象；利用烧结矿产量和质量数学模型利用所获得的烧结块断面温度分布以及烧结混合料的物理化学特征，同时计算机尾断面温度场中红热带面积、形状、块数等特征值，以专家系统等方式结合经验专家和烧结看火工的烧结生产经验，利用模式识别中的识别器理论涉及识别器并用神经网络等方式实现这一识别器，通过一段时间的现场识别训练，在烧结矿原料、工艺参数、机尾断面特征和烧结矿产质量之间建立起一种动态的映射关系，在此后的生产中，利用这一关系在线分析烧结块的质量(如强度、FeO等)以及它们的分布情况，在此基础上获得所探测到的烧结块的成品率(结合台车速度和尺寸可得台时产量)。如上所述，用粉尘穿透能力强、直接反映烧结料块断面温度分布的红外热像系统，摄取烧结机尾烧结料断面的温度场；图象采集卡数字化灰度分辨率为8比特，空间分辨率可调；采用Pentium/166型微机。附属设备有图象调制、冷却吹灰装置及电缆等。红外热电视摄像头放在冷却装置内，装于机尾防尘罩上。为能摄取整个断面，采用广角镜头。鉴于热电视连续工作时间有一定限度，采用两台热电视交替使用，软件控制摄像机间的切换，以实现烧结过程的连续在线检测。摄像头产生的扫描信号经视频线送到主控室内的热电视主机，转化成视频信号后输进图象采集卡。采集卡将视频信号数字化成数字图象。系统对数字图象进行如滤波、分割、特征提取等处理后从中识别出烧结矿的烧透程度、烧结矿的强度和FeO含量，并将图象处理成伪彩色以形象地反应断面温度场，进而将结果显示或打印出来。本专利技术具有以下优点1．用机器模拟人，消除了人的一些不稳定因素的影响，并有利于综合多个人的经验来识别判断烧结矿的质量信息。2．利用红外线穿透粉尘能力强等特点，采用红外成像设备摄取烧结断面，能在恶劣环境工作。3．红外成像直接反映烧结料块断面的温度分布。4．用广角镜头一次摄取整个烧结机尾断面，保证了断面的完整性。5．综合采用烧结、数值分析、模式识别、图象处理、专家系统、知识工程和神经网络等多个领域的知识，从断面识别出烧结可质量信息。6．系统主体红外热电视相对便宜，维护方便。7．机尾断面是烧结工艺和反应过程的综合结果，系统根据整个断面识别烧结矿质量信息，具有可靠的代表性。由此也使系统具有较大的灵活性。8．用两台红外成像设备交替工作，可以实现不间断的在线检测。图一为本专利技术的工作原理图。图中1．红外热像仪或红外面阵温度仪2．计算机图象处理系统3．计算机屏幕4．其他图象监视器(可选)5．烧结块断面系统6．图象采集卡图二为本专利技术的工作流程图；图三为本专利技术的系统软件流程图。下面结合附图作进一步详述本专利技术通过红外热像仪或红外面阵温度仪(1)获得烧结块断面(5)上的温度及其分布，由计算机图象处理系统(2)的图象采集卡(6)数字化，经过去除噪声、直方图均衡化和伪彩色等预处理后，在计算机屏幕(3)上或其他图象监视器(4)上(如用户要求的话)再现体现烧结块断面温度分布的烧结块断面特征图象。与此同时、烧结看火机器人中的烧结矿产量和质量数学模型利用所获得的烧结块断面温度分布以及烧结混合料的物理化学特征，同时计算机尾断面温度场中红热带面积、形状、块数及其分布等特征值，以专家系统等方式结合经验专家和烧结看火工的烧结生产经验，利用模式识别中的识别墨理论涉及识别器并用神经网络等方式实现这一识别器，通过一段时间的现场识别训练，在烧结矿原料、工艺参数、机尾断面特征和烧结矿产质量之间建立起一种动态的映射关系，在此后的生产中，利用这一关系在线分析烧结块的质量(如强度、FeO等)以及它们的分布情况，在此基础上获得所探测到的烧结块的成品率(结合台车速度和尺寸可得台时产量)；并同时显示在计算机屏幕上。在图三，系统初始化后进入一个循环，先定时采集图象，接着判断是否有必要对图象进行进一步的处理，若有则进一步处理图象并从中识别出烧结矿的强度和亚铁含量。其间还有摄像机切换，用户摁键等的控制和处理。权利要求1．一种烧结看火机器人，其特征通过红外热像仪或红外面阵温度仪获得烧结块断面上的温度及其分布，通过计算机图象采集和处理系统、在计算机屏幕上或其他图象监视器上再现体现烧结块断面温度分布的烧结块断面特征图象；利用烧结矿产量和质量数学模型利用所获得的烧结块断面温度分布以及烧结混合料的物理化学特征，同时计算尾断面温度场中红热带面积、形状、块数等特征值，以专家系统等方式结合经验专家和烧结看火工的烧结生产经验，利用模式识别中的识别器理论涉及识别器并用神经网络等方式实现这一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烧结看火机器人，其特征通过红外热像仪或红外面阵温度仪获得烧结块断面上的温度及其分布，通过计算机图象采集和处理系统、在计算机屏幕上或其他图象监视器上再现体现烧结块断面温度分布的烧结块断面特征图象；利用烧结矿产量和质量数学模型利用所获得的烧结块断面温度分布以及烧结混合料的物理化学特征，同时计算尾断面温度场中红热带面积、形状、块数等特征值，以专家系统等方式结合经验专家和烧结看火工的烧结生产经验，利用模式识别中的识别器理论涉及识别器并用神经网络等方式实现这一识别器，通过一段时间的现场识别训练，在烧结矿原料、工艺参数、机尾断面特征和烧结矿产质量之间建立起一种动态的映射关系，在此后的生产中，利用这一关系在线分析烧结块的质量以及它们的分布情况，在此基础上获得所探测到的烧结块的成品率。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄典冰，龚一波，马焕南，孔令坛，杨天钧，冯根生，周取定，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]