基于卡尔曼滤波的高精度渣厚检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及保护渣厚度测量技术领域，尤其涉及一种基于卡尔曼滤波的高精度保护渣厚度检测方法及装置，所述方法通过加渣流量计预测结晶池中保护渣的厚度同时利用红外传感器检测结晶池中的保护渣的厚度，再利用卡尔曼滤波的增益来修正传感器测量值；所述装置包括：红外测定模块、保护渣加渣流量测定模块、第一计算模块、第二计算模块以及第三计算模块，所述检测方法及装置通过不断更新卡尔曼滤波优化函数，使得结晶池中的保护渣厚度测量值更加逼近真实值，有效实现结晶池中保护渣厚度值的精准测量，为连铸工艺的保护渣厚度的控制提供更加准确的数据。加准确的数据。加准确的数据。

【技术实现步骤摘要】
基于卡尔曼滤波的高精度渣厚检测方法及装置


[0001]本专利技术涉及保护渣厚度测量领域，尤其涉及一种基于卡尔曼滤波的高精度渣厚度检测方法及装置。

技术介绍

[0002]结晶池中的保护渣是冶金行业连铸钢坯生产过程中一种重要的添加材料。他的用量控制直接影响着铸坯质量及其生产成本，因此对其添加用量和性能要求很高，目前世界上其他国家都已经采用先进的技术和工艺控制保护渣的用量，以此来节约生产成本和提高铸坯的质量。国内外钢厂连铸生产实践表明，即使所选用的保护渣是正确的，但是结晶池的保护渣厚度偏薄会导致“漏红”。通常要求保护液渣的表面温度在400摄氏度左右呈灰色状，而非表面温度在800摄氏度左右呈红色状。经过多次的实验、调整、控制，通常保护液渣层厚7～15mm，原渣层厚15～20mm为宜。保护渣的总体厚度在30～50mm，且渣面保持均匀，有利于保护渣渣面“三层结构”的稳定形成。
[0003]中国公开专利号CN110595419A公开了一种保护渣液渣层的厚度测量系统及方法，包括：控制装置，移动装置和碳浓度传感器，所述碳浓度传感器与所述控制装置电连接，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于卡尔曼滤波的高精度渣厚检测方法，其特征在于，包括：步骤S1，设置一个红外摄像头获取结晶池内壁保护渣层区域辐射出的红外图像，标定结晶池内壁的高度值，与红外摄像头的检测范围；步骤S2，设置液位控制器控制钢水液面高度稳定在一固定高度，且该固定高度位于所述红外摄像头的测量区域的高度范围内；步骤S3，对所述红外图像进行灰度处理，通过跃变识别算法识别出红外图像中结晶池内壁灰度像和保护液渣灰度像之间的交界线的位置；步骤S4，根据所述交界线对应的高度值和所述钢水液面高度计算保护渣的第一测量厚度值；步骤S5，在保护渣加渣器的保护渣输送管路中设置保护渣流量计，测量出加入结晶池中的保护渣体积；步骤S6，根据预先测量的结晶池中钢水的面积和结晶池中的保护渣体积，计算得出结晶池中保护渣的第二测量厚度值；步骤S7，确定卡尔曼滤波的优化函数；步骤S8，将所述第一测量厚度值和所述第二测量厚度值输入所述卡尔曼滤波的优化函数中，得到结晶池中的保护渣的修正厚度值，并根据修正厚度值更新所述优化函数；步骤S9，周期性控制所述红外摄像头获取红外图像、控制保护渣流量计获取加入结晶池中的保护渣体积，重复所述步骤S3至所述步骤S8，获得结晶池中的保护渣在各周期的修正厚度值。2.根据权利要求1所述的基于卡尔曼滤波的高精度渣厚检测方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述红外摄像头与所述结晶池间设置降温隔热装置，用以对红外摄像头与结晶池进行物理隔离并对红外摄像头进行降温；标定红外摄像头的检测范围为0～70mm，其分辨率的数值为1mm；标定结晶池内壁的高度值的方法为：将红外摄像头获取的红外图像上各点的位置与结晶池内壁的高度值进行对应，以通过获得红外图像上任一点的位置确定其对应的结晶池内壁的高度值。3.根据权利要求2所述的基于卡尔曼滤波的高精度渣厚检测方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述钢水液面高度通过模糊PID算法保持在一个固定高度。4.根据权利要求3所述的基于卡尔曼滤波的高精度渣厚检测方法，其特征在于，在所述步骤S4中，计算机通过对所述红外图像进行灰度处理为灰度图像，并根据跃变识别算法识别出红外图像中结晶池内壁灰度像和保护液渣灰度像之间的交界线位置以确定交界线对应的保护渣的高度值；其中，跃变识别算法通过识别所述红外图像上的各点的灰度值及相邻点的灰度值的差值确定灰度...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚威，卢明，邹莹，陈祖国，陈超洋，刘瑞，何先科，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：