【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及炼铁设备温度监测，特别涉及一种高炉风口温度监测装置及其控制方法。
技术介绍
1、高炉冶炼过程是一个连续的、大规模的、高温生产过程，其稳定顺行至关重要，给高炉提供热风的关键设备，高炉送风装置的工作状况直接影响风温的稳定和安全连续生产，其稳定安全运行是高炉稳顺的基础。冶炼工艺要求热风炉提供越来越高的风温，造成高炉风口平台管网系统耐材内衬损毁逐渐加剧。在生产过程中，常常因为送风装置耐材脱落等原因导致送风装置和炉皮发红、吹裂甚至烧穿，高炉被迫休风，影响了高炉生产，甚至造成了重大的安全事故。
2、目前，高炉炉前红外测温监控系统采用搭载红外热成像的巡检机器人或固定式红外热成像仪，对高炉风口状态进行监测，范围包括热风围管、高炉炉壳、直吹管等处，但红外成像很难的对于高炉风口形成全覆盖，特别是直吹管末端等死角位置，温度值难以测量准确性差。
3、通常高炉炉前红外测温监控系统，不管带有云台的红外成像测温仪可调整角度，还是定点红外成像测试仪，都无法对高炉风口全覆盖，例如送风装置直吹管末端等处，传统的测温方法原理是斯蒂藩-波尔兹曼定律的红外成像测温，以黑体辐射为基础，因红外辐射与目标温度之间呈非线性的关系，测量精度较低，无法准确判断高炉风口局部位置的准确温度。
技术实现思路
1、本专利技术实施例的目的是提供一种高炉风口温度监测装置及控制方法，通过按照预设周期进行往复移动的巡检机器人及设置于其上可360°水平转动的红外热成像仪获取红外图像，基于图像温度转换模型得到高炉风口
2、为解决上述技术问题，本专利技术实施例的第一方面提供了一种高炉风口温度监测装置，包括：轨道、巡检机器人和数据处理组件；
3、所述轨道环形设置于高炉送风装置上方，所述巡检机器人沿所述轨道往复移动；
4、所述巡检机器人上设有可水平旋转的红外热成像仪，所述红外热成像仪获取所述高炉送风装置的实时红外图像，并发送至所述数据处理组件；
5、所述数据处理组件接收所述红外图像，基于图像温度转换模型获取所述红外图像的温度值，并发送至高炉风口监测系统。
6、进一步地，所述图像温度转换模型依据所述高炉送风装置若干个测温点位的历史温度检测数据，获取与所述历史温度检测数据相应的历史红外图像的灰度数据，通过最小二乘法对所述灰度数据进行拟合，得到一所述测温点位的历史红外图像与历史检测温度的拟合曲线，基于所述拟合曲线获取所述实时红外图像的相应温度值。
7、进一步地，所述图像温度转换模型包括基于所述历史温度检测数据和相应的所述历史红外图像构建的温度查找矩阵，温度查找矩阵为依据所述历史温度检测数据建立的绝对黑体温度与图像灰度值的对应关系；
8、所述数据处理组件基于所述温度查找矩阵，获取与所述实时红外图像中测温点位的灰度值相应的温度值。
9、进一步地，当所述高炉送风装置中一测温点位的实时温度值超过第一温度阈值后，所述数据处理组件获取所述高炉送风装置中所述测温点位在连续若干个预设采样周期中的历史检测温度，计算所述测温点位在后续若干个采样周期的预测温度值，若任一所述预测温度值超过第二温度阈值，则向所述高炉风口监测系统发送告警信号；
10、所述第一温度阈值和第二温度阈值均与所述高炉送风装置的所述测温点位一一对应。
11、进一步地，所述预测温度值的计算公式为：
12、tix＝δi0ti0+δi1ti1+δi2ti2+···+δijtij+···+δimtim；
13、其中，tix为所述实时温度值超过所述第一温度阈值相应的第i个测温点位的预测温度值，ti0为第i个测温点位自身的实时温度值，ti1--tim为第i个测温点位周围预设距离内m个相邻测温点位各自的实时温度值；δi0为计算所述第i个测温点位的预测温度值时第i个测温点位自身的权重系数，δi1-δim为计算所述第i个测温点位的预测温度值时第i个测温点位周围预设距离内m个相邻测温点位相应的权重系数，i为所述高炉送风装置中n个测温点位的序号，j为所述第i个测温点位周围预设距离内m个相邻测温点位的序号。
14、进一步地，所述权重系数δij的计算公式为：
15、δij＝k0(ij)+k1(ij)j1(ij)+k2(ij)j2(ij)+k3(ij)×l(ij)；
16、其中，δij为计算所述第i个测温点位的预测温度值时周围预设距离内的第j个相邻测温点位的权重系数值，k0(ij)为避免权重系数δij为0的常数；j1(ij)为第i个测温点位与第j个相邻测温点位之间直接连接材料的热传导系数值，k1(ij)为j1(ij)的计算因子；j(空气)为第i个测温点位与第j个相邻测温点位之间空气的热传导系数值；k2(ij)为j(空气)的计算因子，l(ij)为第i个测温点位与第j个相邻测温点位之间的距离值，k3(ij)为l(ij)相应的计算因子。
17、进一步地，所述巡检机器人上还设有可见光相机；
18、所述可见光相机获取所述高炉送风装置的光学图像，并发送至所述数据处理组件；
19、所述数据处理组件接收所述光学图像，基于视觉识别模型判断所述高炉送风装置是否漏水及漏粉；
20、所述红外热成像仪和所述可见光相机通过可升降组件与巡检机器人本体连接；
21、所述红外热成像仪和所述可见光相机通过所述可升降组件在竖直方向往复移动。
22、进一步地，所述高炉风口温度监测装置还包括：无线充电组件；
23、所述巡检机器人内部设有储能电池；
24、所述无线充电组件设置于所述轨道上，以无线充电方式对所述巡检机器人进行充电。
25、进一步地，所述轨道为环形非封闭轨道；
26、所述无线充电组件设置于所述轨道的一端；
27、所述巡检机器人按照预设周期移动至所述无线充电组件处进行无线充电。
28、相应地，本专利技术实施例的第二方面提供了一种高炉风口温度监测装置控制方法，基于上述任一所述的高炉风口温度监测装置对高炉风口各个测温点位的温度进行实时检测，包括如下步骤：
29、控制巡检机器人按照预设速度沿轨道往复移动；
30、通过红外热成像仪按照预设采样周期获取高炉送风装置若干个测温点位的实时红外图像；
31、基于图像温度转换模型，获取所述若干个测温点位的所述实时红外图像相应的实时温度值；
32、当所述实时温度值超过第二温度阈值时，向高炉风口监测系统发送报警信号。
33、本专利技术实施例的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
34、通过按照预设周期进行往复移动的巡检机器人及设置于其上可360°水平转动的红外热成像仪获取红外图像，基于图像温度转换模型得到高炉风口各测温点位的准确温度值，避免了人工方式点检带来的问题发现不及时、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高炉风口温度监测装置，其特征在于，包括：轨道、巡检机器人和数据处理组件；
2.根据权利要求1所述的高炉风口温度监测装置，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的高炉风口温度监测装置，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的高炉风口温度监测装置，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的高炉风口温度监测装置，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的高炉风口温度监测装置，其特征在于，
7.根据权利要求1-6任一所述的高炉风口温度监测装置，其特征在于，所述巡检机器人上还设有可见光相机(8)；
8.根据权利要求1-6任一所述的高炉风口温度监测装置，其特征在于，还包括：无线充电组件；
9.根据权利要求8所述的高炉风口温度监测装置，其特征在于，
10.一种高炉风口温度监测装置控制方法，其特征在于，基于如权利要求1-9任一所述的高炉风口温度监测装置对高炉风口各个预设位置的温度进行实时检测，包括如下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种高炉风口温度监测装置，其特征在于，包括：轨道、巡检机器人和数据处理组件；
2.根据权利要求1所述的高炉风口温度监测装置，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的高炉风口温度监测装置，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的高炉风口温度监测装置，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的高炉风口温度监测装置，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的高炉风口温度监测装置，其特征在于，
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【专利技术属性】
技术研发人员：张达鑫，徐维利，秦萍，梁培栋，梁凤顺，王强，张达瑞，王少华，
申请(专利权)人：建龙西林钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：
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