一种三维炉缸残厚可视化方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了三维可视化技术领域的一种三维炉缸残厚可视化方法及系统，方法包括：步骤S10、通过热电偶分别采集炉缸的缸壁和缸底的缸壁温度数据和缸底温度数据；步骤S20、通过映射函数，将各所述缸壁温度数据对应的热电偶的坐标由三维坐标转换为缸壁二维坐标，将各所述缸底温度数据对应的热电偶的坐标由三维坐标转换为缸底二维坐标；步骤S30、拼接所述缸壁二维坐标以及缸底二维坐标得到炉缸二维坐标；步骤S40、在所述炉缸二维坐标上对缸壁温度数据以及缸底温度数据进行插值生成连续残厚分布图；步骤S50、通过重映射函数，将所述连续残厚分布图映射到炉缸三维模型上，完成炉缸残厚的可视化。本发明专利技术的优点在于：极大的提升了炉缸残厚展示的直观性。缸残厚展示的直观性。缸残厚展示的直观性。

【技术实现步骤摘要】
一种三维炉缸残厚可视化方法及系统


[0001]本专利技术涉及三维可视化
，特别指一种三维炉缸残厚可视化方法及系统。

技术介绍

[0002]高炉的炉缸，是高炉冶炼状态下高温渣铁存储区。炉缸从外到内的砌筑结构一般包括炉皮、捣料层、冷却壁、捣料层、碳砖，其中碳砖采取分层砌筑。碳砖层属于炉缸的最里层，炉缸碳砖与炉内冶炼生成的高温渣铁直接接触。
[0003]炉缸碳砖承受的压力一般在200KPa以上，承受的温度一般在1450℃以上。由于高炉处于连续生产状态，炉缸内的高温渣铁，需要从炉缸区域的铁口排出，从而实现高炉连续生产的目的。炉缸内高温高压的渣铁从铁口排出，必然在炉缸内形成环流，高温高压流动的渣铁对炉缸的冲刷侵蚀是无法避免的，特别是对炉缸碳砖的侵蚀必然存在。因此，为了保障生产的安全性，有必要对炉缸残厚进行监控。
[0004]针对炉缸残厚的监控，一般采用多个热电偶采集炉缸的温度值，通过温度值计算温差来估计炉缸残厚，但是，传统上的温度数据仅通过离散的数据点或者二维数据点进行展示，无法直观的对炉缸残厚进行展示。
[0005]因此，如何提供一种三维炉缸残厚可视化方法及系统，实现提升炉缸残厚展示的直观性，成为一个亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题，在于提供一种三维炉缸残厚可视化方法及系统，实现提升炉缸残厚展示的直观性。
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种三维炉缸残厚可视化方法，包括如下步骤：
[0008]步骤S10、通过若干个热电偶分别采集炉缸的缸壁和缸底的缸壁温度数据和缸底温度数据；
[0009]步骤S20、通过映射函数，将各所述缸壁温度数据对应的热电偶的坐标由三维坐标转换为缸壁二维坐标，将各所述缸底温度数据对应的热电偶的坐标由三维坐标转换为缸底二维坐标；
[0010]步骤S30、拼接所述缸壁二维坐标以及缸底二维坐标得到炉缸二维坐标；
[0011]步骤S40、在所述炉缸二维坐标上对缸壁温度数据以及缸底温度数据进行插值生成连续残厚分布图；
[0012]步骤S50、通过重映射函数，将所述连续残厚分布图映射到炉缸三维模型上，完成炉缸残厚的可视化。
[0013]进一步地，所述步骤S20中，所述三维坐标为：q∈R3；
[0014]所述缸壁二维坐标为：p
side
＝[θ,h]∈R2；
[0015]所述缸底二维坐标为：p
bot
＝[θ,r]∈R2；
[0016]其中，q表示热电偶的三维坐标；p
side
表示设于缸壁的热电偶的二维坐标；p
bot
表示
设于缸底的热电偶的二维坐标；R3表示三维空间；R2表示二维空间；θ∈[0
°
，360
°
]，表示热电偶相对于零度轴的角度；h表示热电偶实际高度；r表示与缸底圆心的距离。
[0017]进一步地，所述步骤S30中，所述炉缸二维坐标为：
[0018][0019]其中，表示炉缸二维坐标；H
min
表示设于缸壁的热电偶的二维坐标的下限；p
bot
表示设于缸底的热电偶的二维坐标；R
max
表示缸底最大半径。
[0020]进一步地，所述步骤S40具体为：
[0021]通过反距离权重插值法，在所述炉缸二维坐标上对缸壁温度数据以及缸底温度数据进行插值生成连续残厚分布图。
[0022]进一步地，所述步骤S50具体为：
[0023]创建一炉缸三维模型，通过所述映射函数的逆函数对连续残厚分布图进行采样，作为所述炉缸三维模型的纹理坐标，以对所述炉缸三维模型进行着色，完成炉缸残厚的可视化。
[0024]第二方面，本专利技术提供了一种三维炉缸残厚可视化系统，包括如下模块：
[0025]温度数据采集模块，用于通过若干个热电偶分别采集炉缸的缸壁和缸底的缸壁温度数据和缸底温度数据；
[0026]二维坐标转换模块，用于通过映射函数，将各所述缸壁温度数据对应的热电偶的坐标由三维坐标转换为缸壁二维坐标，将各所述缸底温度数据对应的热电偶的坐标由三维坐标转换为缸底二维坐标；
[0027]二维坐标拼接模块，用于拼接所述缸壁二维坐标以及缸底二维坐标得到炉缸二维坐标；
[0028]连续残厚分布图生成模块，用于在所述炉缸二维坐标上对缸壁温度数据以及缸底温度数据进行插值生成连续残厚分布图；
[0029]连续残厚分布图映射模块，用于通过重映射函数，将所述连续残厚分布图映射到炉缸三维模型上，完成炉缸残厚的可视化。
[0030]进一步地，所述二维坐标转换模块中，所述三维坐标为：q∈R3；
[0031]所述缸壁二维坐标为：p
side
＝[θ,h]∈R2；
[0032]所述缸底二维坐标为：p
bot
＝[θ,r]∈R2；
[0033]其中，q表示热电偶的三维坐标；p
side
表示设于缸壁的热电偶的二维坐标；p
bot
表示设于缸底的热电偶的二维坐标；R3表示三维空间；R2表示二维空间；θ∈[0
°
，360
°
]，表示热电偶相对于零度轴的角度；h表示热电偶实际高度；r表示与缸底圆心的距离。
[0034]进一步地，所述二维坐标拼接模块中，所述炉缸二维坐标为：
[0035][0036]其中，表示炉缸二维坐标；H
min
表示设于缸壁的热电偶的二维坐标的下限；p
bot
表示设于缸底的热电偶的二维坐标；R
max
表示缸底最大半径。
[0037]进一步地，所述连续残厚分布图生成模块具体为：
[0038]通过反距离权重插值法，在所述炉缸二维坐标上对缸壁温度数据以及缸底温度数据进行插值生成连续残厚分布图。
[0039]进一步地，所述连续残厚分布图映射模块具体为：
[0040]创建一炉缸三维模型，通过所述映射函数的逆函数对连续残厚分布图进行采样，作为所述炉缸三维模型的纹理坐标，以对所述炉缸三维模型进行着色，完成炉缸残厚的可视化。
[0041]本专利技术的优点在于：
[0042]通过热电偶采集缸壁的缸壁温度数据，缸底的缸底温度数据，将各缸壁温度数据和缸底温度数据对应的热电偶的坐标由三维坐标转换为二维坐标(缸壁二维坐标和缸底二维坐标)，并进行拼接得到炉缸二维坐标，即对缸壁和缸底的交界处进行拼接，再通过反距离权重插值法在炉缸二维坐标上对缸壁温度数据以及缸底温度数据进行插值生成连续残厚分布图，最后将连续残厚分布图映射到炉缸三维模型上，即将离散的温度数据转换为连续残厚分布图并映射到炉缸三维模型，通过映射后的炉缸三维模型即可直观的查看温度数据，进而直观的判断炉缸残厚，便于操作人员直观、简便的在三维交互界面定位、查看炉缸残厚，对炉缸残厚进行及时预警，最终极大的提升了炉缸残本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维炉缸残厚可视化方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤S10、通过若干个热电偶分别采集炉缸的缸壁和缸底的缸壁温度数据和缸底温度数据；步骤S20、通过映射函数，将各所述缸壁温度数据对应的热电偶的坐标由三维坐标转换为缸壁二维坐标，将各所述缸底温度数据对应的热电偶的坐标由三维坐标转换为缸底二维坐标；步骤S30、拼接所述缸壁二维坐标以及缸底二维坐标得到炉缸二维坐标；步骤S40、在所述炉缸二维坐标上对缸壁温度数据以及缸底温度数据进行插值生成连续残厚分布图；步骤S50、通过重映射函数，将所述连续残厚分布图映射到炉缸三维模型上，完成炉缸残厚的可视化。2.如权利要求1所述的一种三维炉缸残厚可视化方法，其特征在于：所述步骤S20中，所述三维坐标为：q∈R3；所述缸壁二维坐标为：p
side
＝[θ,h]∈R2；所述缸底二维坐标为：p
bot
＝[θ,r]∈R2；其中，q表示热电偶的三维坐标；p
side
表示设于缸壁的热电偶的二维坐标；p
bot
表示设于缸底的热电偶的二维坐标；R3表示三维空间；R2表示二维空间；θ∈[0
°
，360
°
]，表示热电偶相对于零度轴的角度；h表示热电偶实际高度；r表示与缸底圆心的距离。3.如权利要求1所述的一种三维炉缸残厚可视化方法，其特征在于：所述步骤S30中，所述炉缸二维坐标为：其中，表示炉缸二维坐标；H
min
表示设于缸壁的热电偶的二维坐标的下限；p
bot
表示设于缸底的热电偶的二维坐标；R
max
表示缸底最大半径。4.如权利要求1所述的一种三维炉缸残厚可视化方法，其特征在于：所述步骤S40具体为：通过反距离权重插值法，在所述炉缸二维坐标上对缸壁温度数据以及缸底温度数据进行插值生成连续残厚分布图。5.如权利要求1所述的一种三维炉缸残厚可视化方法，其特征在于：所述步骤S50具体为：创建一炉缸三维模型，通过所述映射函数的逆函数对连续残厚分布图进行采样，作为所述炉缸三维模型的纹理坐标，以对所述炉缸三维模型进行着色，完成炉缸残厚的可视化。6.一种三维炉缸残厚可视化系统，其特征在于：包括如下模块：温度数...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚俊峰，宋仕博，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：