一种LF炉炉内钢水温度监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种LF炉炉内钢水温度监测系统，包括采集模块、无线传输模块和处理模块，所述采集模块由近红外CCD探测器、一次性热电偶、数据采集模块、时钟模块、PLC控制器和无线传输模块组成，所述处理模块由数据库、图像处理模块、云计算模块、仿真调试模块和主控电脑组成，本发明专利技术通过使用近红外CCD探测器的测温系统对LF炉炉内温度的监测，实现对炉内温度无接触式的连续监测，方便操作人员及时掌握炉内温度，提高测温的工作效率，同时减少一次性热电偶的消耗，减少资源浪费降低成本，且不需要人工进行测温，避免炉内钢水溅出带来的人员烫伤，提高了测温的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种LF炉炉内钢水温度监测系统
本专利技术涉及LF炉
，具体为一种LF炉炉内钢水温度监测系统。
技术介绍
LF炉即钢包精炼炉，是钢铁生产中主要的炉外精炼设备，LF炉一般指钢铁行业中的精炼炉，实际就是电弧炉的一种特殊形式，LF炉精炼主要靠桶内的白渣，在低氧的气氛中，向桶内吹氩气进行搅拌并由石墨电极对经过初炼炉的钢水加热而精炼，LF炉精炼需要经过吹氩、加料和造渣等操作，不同的操作对炉内的温度要求不同；但是目前LF炉炉内钢水温度的测试技术较为落后，大多采用一次性热电偶进行检测，不仅造成大量一次性热电偶的浪费，增加了成本，而且需要人工操作进行检测，检测的安全度低，人工消耗较大。
技术实现思路
本专利技术提供一种LF炉炉内钢水温度监测系统，可以有效解决上述
技术介绍
中提出目前LF炉炉内钢水温度的测试技术较为落后，大多采用一次性热电偶进行检测，不仅造成大量一次性热电偶的浪费，增加了成本，而且需要人工操作进行检测，检测的安全度低，人工消耗较大的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种LF炉炉内钢水温度监测系统，包括采集模块、无线传输模块和处理模块；所述采集模块由近红外CCD探测器、一次性热电偶、数据采集模块、时钟模块、PLC控制器和无线传输模块组成；所述处理模块由数据库、图像处理模块、云计算模块、仿真调试模块和主控电脑组成。根据上述技术方案，所述采集模块的输出端与无线传输模块的输入端连接，所述无线传输模块的输出端与处理模块的输入端连接。根据上述技术方案，所述一次性热电偶和近红外CCD探测器的数据输出端与数据采集模块的输入端连接和PLC控制器均与时钟模块连接；所述图像处理模块、云计算模块、数据库和仿真调试模块均与主控电脑连接，所述主控电脑与PLC控制器连接。根据上述技术方案，所述无线传输模块的传输速率为1.2-3.5GHZ。根据上述技术方案，所述图像处理模块通过低照度可见光图像的处理方法来处理红外图像，处理过程通过MATLAB实现；所述MATLAB对图像的处理包括颜色处理、图像增强、图像分析、去模糊和形态学处理。根据上述技术方案，所述系统的监测步骤如下：S1、首先通过一次性热电偶和PLC控制器控制近红外CCD探测器同时对LF炉内钢水温度进行监测和记录；S2、利用云计算模块对一次性热电偶和近红外CCD探测器监测数据进行对比，分析误差；S3、通过仿真调试模块进行仿真调试，验证误差分析的准确性，并进行误差调试；S4、然后继续通过近红外CCD探测器对炉内钢水温度实时监测通过时钟模块定时发送温度数据，并实时监控炉内图像；S5、温度和图像数据先传送至数据库存储，再传送至图像处理模块，对数据图像进行处理；S6、利用主控电脑对炉内图像实时监控，根据设置时间进行操作提示；S7、钢水炼制完成后，主控电脑对全过程数据进行调取分析。根据上述技术方案，所述S1中，通过时钟模块对监测进行定时，定时的时间间隔为5-15min；所述一次性热电偶监测后，手动记录钢水监测时间和温度，近红外CCD探测器监测后通过无线传输模块将时间和温度传输至数据采集模块；所述S2中，通过抽取6-10组一次性热电偶和近红外CCD探测器数据，对同一时间的热电偶和近红外CCD探测器数据进行对比分析，通过误差分析法分析两种监测方法之间的误差；所述误差分析前先通过Q检验法将数据中错误数据检验出并舍弃，再重新补齐数据进行计算。根据上述技术方案，所述S3中，将一次性热电偶的仿真数据输入仿真调试模块中仿真得出近红外CCD探测器的温度数据，再将近红外CCD探测器的仿真数据输入仿真调试模块中仿真得出一次性热电偶的温度数据，最后通过实际操作得出的实际数据，并与仿真结果进行对比；所述S4中，时钟模块定时的时间间隔为1-10min；所述近红外CCD探测器探测到一个时间间隔内温度没有变化，则不发送温度数据，反之发送温度变化的时间和温度值。根据上述技术方案，所述S5中，温度数据和图像数据先传送至数据库中分类存储，通过云计算模块对温度数据进行处理，温度升高50-100℃时，标记一次上升，对相应时间的图像亮度和饱和度调低2-5个单位，温度降低50-100℃时，标记一次下降，对相应时间的图像亮度和饱和度降低2-5个单位；所述S6中，主控电脑设置有三个显示区域，三个显示区域分别为监控图像显示区、温度显示区和提示显示区，监控图像显示区、温度显示区和提示显示区的面积比为(6-8)：1：1；所述提示显示区显示的操作包括吹氩、加料和造渣；图像分析处理检测到操作完成后，提示区的提示消失。根据上述技术方案，所述S7中，主控电脑从数据库中调取温度监测数据，通过云计算模块，按时间先后顺序提取变化的温度值，利用主控电脑绘制对应的温度变化曲线图；所述曲线图的横坐标为时间，纵坐标为温度。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术：1、通过使用近红外CCD探测器的测温系统对LF炉炉内温度的监测，实现对炉内温度无接触式的连续监测，方便操作人员及时掌握炉内温度，提高测温的工作效率，同时减少一次性热电偶的消耗，减少资源浪费降低成本，且不需要人工进行测温，避免炉内钢水溅出带来的人员烫伤，提高了测温的安全性。2、通过在检测前期利用一次性热电偶和近红外CCD探测器进行检测，对不同仪器检测差异进行分析，降低不同仪器检测带来的数值差异，并在计算前排除错误数据，从而使温度检测的数据更加精确，使监测温度更接近真实温度。3、通过设置仿真调试模块，方便检验误差分析的准确性，对不同仪器监测的数据进行双向仿真验证，并根据结果对其进行调试，帮助解决误差分析存在的问题。4、通过设置温度和图像的同时传输，并对图像进行分析处理，使操作人员更加直观的查看LF炉内的图像，方便在检测温度的同时对炉内情况的掌握，避免意外情况发生，使炉内加热的安全性更高。5、通过设置时钟模块配合测温系统对温度数据进行定时传送，对图像实时监控，对精炼全程进行计时，帮助定时进行加料、吹氩和造渣工艺，并在精炼完成后对不同时间的温度进行汇总，绘制成曲线图，帮助操作人员对精炼全程的掌握。综上所述，通过近红外CCD探测器对LF炉内温度的非接触连续测温，系统通过误差分析法、仿真调试模块和图像处理技术对数据的处理分析，使数据的精确度提高，不仅使温度监测更加方便快捷，对精炼工艺过程更好的掌握，而且能够提高LF炉的安全性。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术系统结构框图图2是本专利技术系统的监测步骤图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例：如图1-2所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LF炉炉内钢水温度监测系统，其特征在于：包括采集模块、无线传输模块和处理模块；/n所述采集模块由近红外CCD探测器、一次性热电偶、数据采集模块、时钟模块、PLC控制器和无线传输模块组成；/n所述处理模块由数据库、图像处理模块、云计算模块、仿真调试模块和主控电脑组成。/n

【技术特征摘要】
1.一种LF炉炉内钢水温度监测系统，其特征在于：包括采集模块、无线传输模块和处理模块；
所述采集模块由近红外CCD探测器、一次性热电偶、数据采集模块、时钟模块、PLC控制器和无线传输模块组成；
所述处理模块由数据库、图像处理模块、云计算模块、仿真调试模块和主控电脑组成。


2.根据权利要求1所述的一种LF炉炉内钢水温度监测系统，其特征在于，所述采集模块的输出端与无线传输模块的输入端连接，所述无线传输模块的输出端与处理模块的输入端连接。


3.根据权利要求1所述的一种LF炉炉内钢水温度监测系统，其特征在于，所述一次性热电偶和近红外CCD探测器的数据输出端与数据采集模块的输入端连接和PLC控制器均与时钟模块连接；
所述图像处理模块、云计算模块、数据库和仿真调试模块均与主控电脑连接，所述主控电脑与PLC控制器连接。


4.根据权利要求1所述的一种LF炉炉内钢水温度监测系统，其特征在于，所述无线传输模块的传输速率为1.2-3.5GHZ。


5.根据权利要求1所述的一种LF炉炉内钢水温度监测系统，其特征在于，所述图像处理模块通过低照度可见光图像的处理方法来处理红外图像，处理过程通过MATLAB实现；
所述MATLAB对图像的处理包括颜色处理、图像增强、图像分析、去模糊和形态学处理。


6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种LF炉炉内钢水温度监测系统，其特征在于，所述系统的监测步骤如下：
S1、首先通过一次性热电偶和PLC控制器控制近红外CCD探测器同时对LF炉内钢水温度进行监测和记录；
S2、利用云计算模块对一次性热电偶和近红外CCD探测器监测数据进行对比，分析误差；
S3、通过仿真调试模块进行仿真调试，验证误差分析的准确性，并进行误差调试；
S4、然后继续通过近红外CCD探测器对炉内钢水温度实时监测通过时钟模块定时发送温度数据，并实时监控炉内图像；
S5、温度和图像数据先传送至数据库存储，再传送至图像处理模块，对数据图像进行处理；
S6、利用主控电脑对炉内图像实时监控，根据设置时间进行操作提示；
S7、钢水炼制完成后，主控电脑对全过程数据进行调取分析。

【专利技术属性】
技术研发人员：王立佳，
申请(专利权)人：上海瑞岳机电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31