CN114623935B - 基于红外热成像仪成像数据的钢包准投准停模型应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了基于红外热成像仪成像数据的钢包准投准停模型应用方法，涉及钢包热修技术领域，包括以下步骤：选择仪器、控制参数、图片筛选、准投模型构建、区域划分、准投模型应用、准停模型构建和准停模型应用；本发明通过利用红外热成像仪对烘烤后的钢包外壁进行热成像拍摄，捕捉烘烤后钢包各个部位温度，将收集的钢包热成像照片对应实际钢包罐内上部渣线、墙砖、下部渣线、底砖进行模型构建和颜色特征提取，得出各个部位投入的最低温度，作为准投模型，应用时，在钢水罐投罐前抬烤包器3分钟内进行拍照，当成像图片单个区域最高温度超过模型中该区域的临界温度时，视为准投，便于准确判断钢包各个部位烘烤的情况，确保稳定的红包接钢。
Description
技术领域
本发明涉及钢包热修技术领域，尤其涉及基于红外热成像仪成像数据的钢包准投准停模型应用方法。
背景技术
在炼钢过程针对钢包的使用中，钢包准投和准停是其中的重要步骤，影响整个生产过程，因此准投和准停的判定至关重要；
现有钢包准投判定方式主要有两种：一是操作员工近距离感受钢包烘烤温度结合烘烤时间判断准投；二是使用红外测温仪测量钢包外壁单个位置的温度判断准投；这两种方式，不能全面反映钢包各个部位烘烤情况且误判几率高，易造成低温中断生产事故；
且现有钢包准停判定方式主要是：操作员工近距离肉眼观察钢包内衬各个部位侵蚀情况，判断准投；这种方式，误判几率高，易造成判断错误，造成钢包侵蚀过度穿包事故或钢包内衬残厚过厚、浪费成本，因此，本发明提出基于红外热成像仪成像数据的钢包准投准停模型应用方法以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提出基于红外热成像仪成像数据的钢包准投准停模型应用方法，该基于红外热成像仪成像数据的钢包准投准停模型应用方法便于准确判断钢包各个部位烘烤的情况，确保真正稳定的红包接钢，指导生产；便于准确判断钢包各个部位侵蚀的情况，确保钢包安全下线，确保耐材侵蚀合适，提升耐材使用寿命，成本最优。
为实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：基于红外热成像仪成像数据的钢包准投准停模型应用方法，包括以下步骤：
步骤一：选择仪器
选择红外热成像仪作为侧视仪器，利用红外热成像仪对烘烤后的钢包外壁进行热成像拍摄；
步骤二：控制参数
控制热成像拍摄距离和热成像反射率，以此对烘烤后的钢包外壁各个区域进行拍摄并收集图片，根据热成像中颜色分布得出各个区域投入的最低温度；
步骤三：图片筛选
对图片进行筛选，构成图像数据集，接着提取图像数据集中每个区域图片的颜色特征，确定每个区域图片的颜色特征值；
步骤四：准投模型构建
采用ContextCapture对步骤三中筛选后的图像进行三维模型构建，将图片3D可视化，并通过符号化来增强显视效果，获得准投模型；
步骤五：区域划分
将准投模型对应实际钢包罐内进行分析，区分出上部渣线、墙砖、下部渣线和底砖区域，输入每个区域颜色特征值，然后以各个区域投入的最低温度确定每个区域临界温度并输入至模型中，用于判断钢包各个区域烘烤的情况；
步骤六：准投模型应用
将准投模型投入应用，在钢水罐投罐前抬烤包器时利用红外热成像仪进行拍照，然后将成像图片输入准投模型对比颜色特征值，以此确定成像图片每个部位的温度，当成像图片单个区域最高温度超过准投模型中该区域的临界温度时，视为准投；
步骤七：准停模型构建
重复上述步骤，利用红外热成像仪拍摄照片，根据热成像中颜色分布得出各个区域投入的最高温度，然后构建准停模型，区分出渣线、上部墙砖、下部墙砖和底砖区域，接着以各个区域投入的最高温度确定每个区域临界温度并输入至模型中，用于判断钢包各个区域侵蚀的情况；
步骤八：准停模型应用
将准停模型投入应用，在钢水罐周转过程利用红外热成像仪进行拍照，然后将成像图片输入准停模型对比颜色特征值，当成像图片单个区域最高温度超过模型中该区域的临界温度时，视为准停。
进一步改进在于：所述步骤二中，控制热成像拍摄距离8-10m，设定热成像反射率为0.95。
进一步改进在于：所述步骤三中，筛选的具体流程为：先除重，然后根据图像锐度剔除低质量图像数据。
进一步改进在于：所述步骤三中，确定颜色特征值的具体流程为：利用ENVI软件将RGB图像直接转换为HLS图像，并提取颜色特征，接着对图像进行光谱二阶导数的求取，在ENVI IDL中编写二阶导数运算算法，确定每张图像的特征值。
进一步改进在于：所述步骤四中，模型构建的具体流程为：采用ContextCapture对筛选后的影像进行3D可视化，并通过符号化来增强显视效果，特别增强颜色特征，接着利用SVG对图像数值矢量化，形成点、线、面，获得准投模型。
进一步改进在于：所述步骤五中，上部渣线的临界温度为245℃，墙砖的临界温度为190℃，下部渣线的临界温度为190℃，底砖的临界温度为170℃。
进一步改进在于：所述步骤六中，在钢水罐投罐前抬烤包器3分钟内利用红外热成像仪进行拍照。
进一步改进在于：所述步骤七中，渣线的临界温度为280℃，上部墙砖的临界温度为300℃，下部墙砖的临界温度为300℃，底砖的临界温度为200℃。
进一步改进在于：所述步骤六和步骤八中，将成像图片输入准投模型、准停模型中，利用Colour Contrast Analyser对比颜色特征值。
本发明的有益效果为：
1、本发明通过利用红外热成像仪对烘烤后的钢包外壁进行热成像拍摄，捕捉烘烤后钢包各个部位温度，将收集的钢包热成像照片对应实际钢包罐内上部渣线、墙砖、下部渣线、底砖进行模型构建和颜色特征提取，得出各个部位投入的最低温度，作为准投模型，应用时，在钢水罐投罐前抬烤包器3分钟内进行拍照，当成像图片单个区域最高温度超过模型中该区域的临界温度时，视为准投，便于准确判断钢包各个部位烘烤的情况，解决传统钢包准投判定方式存在的问题，确保真正稳定的红包接钢，指导生产。
2、本发明通过利用红外热成像仪对烘烤后的钢包外壁进行热成像拍摄，捉烘烤后钢包各个部位温度，将收集的钢包热成像照片对应实际钢包罐内渣线、上部墙砖、下部墙砖、底砖进行模型构建和颜色特征提取，得出各个部位投入的最高温度，作为准停模型，应用时，在钢水罐周转过程进行拍照，当成像图片单个区域最高温度超过模型中该区域的临界温度时，视为准停，便于准确判断钢包各个部位侵蚀的情况，解决传统钢包准停判定方式存在的问题，确保钢包安全下线，确保耐材侵蚀合适，提升耐材使用寿命，成本最优。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例一
根据图1所示，本实施例提出了基于红外热成像仪成像数据的钢包准投准停模型应用方法，包括以下步骤：
步骤一：选择仪器
选择红外热成像仪作为侧视仪器，利用红外热成像仪对烘烤后的钢包外壁进行热成像拍摄；
步骤二：控制参数
控制热成像拍摄距离8-10m，设定热成像反射率为0.95，以此对烘烤后的钢包外壁各个区域进行拍摄并收集图片，根据热成像中颜色分布得出各个区域投入的最低温度；
步骤三：图片筛选
对图片进行筛选，先除重，然后根据图像锐度剔除低质量图像数据，构成图像数据集，接着提取图像数据集中每个区域图片的颜色特征，确定每个区域图片的颜色特征值，具体流程为：利用ENVI软件将RGB图像直接转换为HLS图像，并提取颜色特征，接着对图像进行光谱二阶导数的求取，在ENVI IDL中编写二阶导数运算算法，确定每张图像的特征值；
步骤四：准投模型构建
采用ContextCapture对筛选后的影像进行3D可视化，并通过符号化来增强显视效果，特别增强颜色特征，接着利用SVG对图像数值矢量化，形成点、线、面，获得准投模型；
步骤五：区域划分
将准投模型对应实际钢包罐内进行分析，区分出上部渣线、墙砖、下部渣线和底砖区域，输入每个区域颜色特征值，然后以各个区域投入的最低温度确定每个区域临界温度并输入至模型中，用于判断钢包各个区域烘烤的情况，其中，上部渣线的临界温度为245℃，墙砖的临界温度为190℃，下部渣线的临界温度为190℃，底砖的临界温度为170℃；
步骤六：准投模型应用
将准投模型投入应用，在钢水罐投罐前抬烤包器3分钟内利用红外热成像仪进行拍照，然后将成像图片输入准投模型利用Colour Contrast Analyser对比颜色特征值，以此确定成像图片每个部位的温度，当成像图片单个区域最高温度超过准投模型中该区域的临界温度时，视为准投。
实施例二
根据图1所示，本实施例提出了基于红外热成像仪成像数据的钢包准投准停模型应用方法，包括以下步骤：
步骤一：选择仪器
选择红外热成像仪作为侧视仪器，利用红外热成像仪对烘烤后的钢包外壁进行热成像拍摄；
步骤二：控制参数
控制热成像拍摄距离8-10m，设定热成像反射率为0.95，以此对烘烤后的钢包外壁各个区域进行拍摄并收集图片，根据热成像中颜色分布得出各个区域投入的最高温度；
步骤三：图片筛选
对图片进行筛选，先除重，然后根据图像锐度剔除低质量图像数据，构成图像数据集，接着提取图像数据集中每个区域图片的颜色特征，确定每个区域图片的颜色特征值，具体流程为：利用ENVI软件将RGB图像直接转换为HLS图像，并提取颜色特征，接着对图像进行光谱二阶导数的求取，在ENVI IDL中编写二阶导数运算算法，确定每张图像的特征值；
步骤四：准投模型构建
采用ContextCapture对筛选后的影像进行3D可视化，并通过符号化来增强显视效果，特别增强颜色特征，接着利用SVG对图像数值矢量化，形成点、线、面，获得准停模型；
步骤五：区域划分
将准停模型对应实际钢包罐内进行分析，区分出渣线、上部墙砖、下部墙砖和底砖区域，接着以各个区域投入的最高温度确定每个区域临界温度并输入至模型中，用于判断钢包各个区域侵蚀的情况，其中，渣线的临界温度为280℃，上部墙砖的临界温度为300℃，下部墙砖的临界温度为300℃，底砖的临界温度为200℃；
步骤八：准停模型应用
将准停模型投入应用，在钢水罐周转过程利用红外热成像仪进行拍照，然后将成像图片输入准停模型利用Colour Contrast Analyser对比颜色特征值，当成像图片单个区域最高温度超过模型中该区域的临界温度时，视为准停。
本发明通过利用红外热成像仪对烘烤后的钢包外壁进行热成像拍摄，捕捉烘烤后钢包各个部位温度，将收集的钢包热成像照片对应实际钢包罐内上部渣线、墙砖、下部渣线、底砖进行模型构建和颜色特征提取，得出各个部位投入的最低温度，作为准投模型，应用时，在钢水罐投罐前抬烤包器3分钟内进行拍照，当成像图片单个区域最高温度超过模型中该区域的临界温度时，视为准投，便于准确判断钢包各个部位烘烤的情况，解决传统钢包准投判定方式存在的问题，确保真正稳定的红包接钢，指导生产。同时，本发明通过利用红外热成像仪对烘烤后的钢包外壁进行热成像拍摄，捉烘烤后钢包各个部位温度，将收集的钢包热成像照片对应实际钢包罐内渣线、上部墙砖、下部墙砖、底砖进行模型构建和颜色特征提取，得出各个部位投入的最高温度，作为准停模型，应用时，在钢水罐周转过程进行拍照，当成像图片单个区域最高温度超过模型中该区域的临界温度时，视为准停，便于准确判断钢包各个部位侵蚀的情况，解决传统钢包准停判定方式存在的问题，确保钢包安全下线，确保耐材侵蚀合适，提升耐材使用寿命，成本最优。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.基于红外热成像仪成像数据的钢包准投准停模型的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：选择仪器
选择红外热成像仪作为侧视仪器，利用红外热成像仪对烘烤后的钢包外壁进行热成像拍摄；
步骤二：控制参数
控制热成像拍摄距离和热成像反射率，以此对烘烤后的钢包外壁各个区域进行拍摄并收集图片，根据热成像中颜色分布得出各个区域投入的最低温度；
步骤三：图片筛选
对图片进行筛选，构成图像数据集，接着提取图像数据集中每个区域图片的颜色特征，确定每个区域图片的颜色特征值；
步骤四：准投模型构建
采用ContextCapture对步骤三中筛选后的图像进行三维模型构建，将图片3D可视化，并通过符号化来增强显视效果，获得准投模型；
步骤五：区域划分
将准投模型对应实际钢包罐内进行分析，区分出上部渣线、墙砖、下部渣线和底砖区域，输入每个区域颜色特征值，然后以各个区域投入的最低温度确定每个区域临界温度并输入至模型中，用于判断钢包各个区域烘烤的情况；
步骤六：准投模型应用
将准投模型投入应用，在钢水罐投罐前抬烤包器时利用红外热成像仪进行拍照，然后将成像图片输入准投模型对比颜色特征值，以此确定成像图片每个部位的温度，当成像图片单个区域最高温度超过准投模型中该区域的临界温度时，视为准投；
步骤七：准停模型构建
重复上述步骤，利用红外热成像仪拍摄照片，根据热成像中颜色分布得出各个区域投入的最高温度，然后构建准停模型，区分出渣线、上部墙砖、下部墙砖和底砖区域，接着以各个区域投入的最高温度确定每个区域临界温度并输入至模型中，用于判断钢包各个区域侵蚀的情况；
步骤八：准停模型应用
将准停模型投入应用，在钢水罐周转过程利用红外热成像仪进行拍照，然后将成像图片输入准停模型对比颜色特征值，当成像图片单个区域最高温度超过模型中该区域的临界温度时，视为准停。
2.根据权利要求1所述的基于红外热成像仪成像数据的钢包准投准停模型的应用方法，其特征在于：所述步骤二中，控制热成像拍摄距离8-10m，设定热成像反射率为0.95。
3.根据权利要求1所述的基于红外热成像仪成像数据的钢包准投准停模型的应用方法，其特征在于：所述步骤三中，筛选的具体流程为：先除重，然后根据图像锐度剔除低质量图像数据。
4.根据权利要求1所述的基于红外热成像仪成像数据的钢包准投准停模型的应用方法，其特征在于：所述步骤三中，确定颜色特征值的具体流程为：利用ENVI软件将RGB图像直接转换为HLS图像，并提取颜色特征，接着对图像进行光谱二阶导数的求取，在ENVI IDL中编写二阶导数运算算法，确定每张图像的特征值。
5.根据权利要求1所述的基于红外热成像仪成像数据的钢包准投准停模型的应用方法，其特征在于：所述步骤四中，模型构建的具体流程为：采用ContextCapture对筛选后的影像进行3D可视化，并通过符号化来增强显视效果，接着利用SVG对图像数值矢量化，形成点、线、面，获得准投模型。
6.根据权利要求1所述的基于红外热成像仪成像数据的钢包准投准停模型的应用方法，其特征在于：所述步骤五中，上部渣线的临界温度为245℃，墙砖的临界温度为190℃，下部渣线的临界温度为190℃，底砖的临界温度为170℃。
7.根据权利要求1所述的基于红外热成像仪成像数据的钢包准投准停模型的应用方法，其特征在于：所述步骤六中，在钢水罐投罐前抬烤包器3分钟内利用红外热成像仪进行拍照。
8.根据权利要求1所述的基于红外热成像仪成像数据的钢包准投准停模型的应用方法，其特征在于：所述步骤七中，渣线的临界温度为280℃，上部墙砖的临界温度为300℃，下部墙砖的临界温度为300℃，底砖的临界温度为200℃。
9.根据权利要求1所述的基于红外热成像仪成像数据的钢包准投准停模型的应用方法，其特征在于：所述步骤六和步骤八中，将成像图片输入准投模型、准停模型中，利用Colour Contrast Analyser对比颜色特征值。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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