转炉炼钢碳含量动态检测系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106153556A(43)申请公布日2016.11.23(21)申请号201510170772.4(22)申请日2015.04.10(71)申请人南京理工大学地址210000江苏省南京市孝陵卫200号(72)发明人陈延如赵琦周木春张文宣李武森辛煜陈文建王利平(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203代理人王培松朱显国(51)Int.Cl.G01N21/27(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图3页(54)发明名称转炉炼钢碳含量动态检测系统(57)摘要本发明提供一种转炉炼钢碳含量检测系统，包括：望远光学系统，被配置用于实时采集炼钢炉口的火焰图像信息；光谱仪，被通过光纤连接至望远光学系统进行火焰光谱分析；终点控制装置，接收光谱仪传输的光谱分布信息进行碳含量的检测，终点控制装置包括微处理器、第一运算单元和第二运算单元，第一运算单元与第二运算单元连接构成一独立运算模块用于根据接收到的光谱分布信息进行碳含量检测。本发明所提出的检测系统将传统的通过软件计算实现的碳含量预测改成通过硬件烧录模型的方式来进行，显著提高运算速度，而且由于通过硬件的形式来实现，显著增强系统的可靠性和运算效率，避免传统软件计算所带来的计算时间长、软件故障率高等缺陷。CN106153556ACN106153556A权利要求书1/1页1.一种转炉炼钢碳含量检测系统，其特征在于，该检测系统包括：望远光学系统，被配置用于实时采集炼钢炉口的火焰图像信息，该望远光学系统包括共光轴的物镜和目镜，通过该物镜和目镜对炼钢炉口的火焰进行成像；光谱仪，被配置通过光纤连接至所述望远光学系统，接收来自所述望远光学系统的火焰图像信息进行火焰光谱分析；终点控制装置，通过数据线与所述光谱仪连接，接收光谱仪传输的光谱分布信息进行碳含量的检测；其中：所述的终点控制装置包括微处理器、第一运算单元和第二运算单元，所述微处理器与第一运算单元和第二运算单元分别连接用于控制该第一运算单元与第二运算单元的运行，第一运算单元与第二运算单元连接构成一独立运算模块用于根据接收到的光谱分布信息进行碳含量检测；该独立运算模块具有数据接口与所述光谱仪连接以接收所述的光谱分布信息。2.根据权利要求1所述的转炉炼钢碳含量检测系统，其特征在于，所述第一运算单元和第二运算单元均构造为烧录了碳含量检测模型的FPGA芯片。3.根据权利要求1所述的转炉炼钢碳含量检测系统，其特征在于，所述第一运算单元和第二运算单元均构造为烧录了碳含量检测模型的CPLD芯片。4.根据权利要求1所述的转炉炼钢碳含量检测系统，其特征在于，所述微处理器包括电源模块、存储模块和中央处理模块，存储模块和中央处理模块连接，其中：所述电源模块用于提供电压供应，且配置有一储能元件用于消除电磁干扰；所述电源模块与存储模块、中央处理模块的接线线路中以及存储模块和中央处理模块的接线线路中均连接有滤波器以消除导线上的干扰。5.根据权利要求4所述的转炉炼钢碳含量检测系统，其特征在于，所述储能元件包括至少一个电容器，其一端连接在所述电源模块的输出线路上，另一端接地。6.根据权利要求5所述的转炉炼钢碳含量检测系统，其特征在于，所述储能元件包括至少两个并联的电容器，该两个电容器的一端均连接在所述电源模块的输出线路上，另一端分别接地。7.根据权利要求4所述的转炉炼钢碳含量检测系统，其特征在于，所述电源模块与存储模块、中央处理模块的接线线路中以及存储模块和中央处理模块的接线线路中串联所述的滤波器，该滤波器构造为LC滤波器。8.根据权利要求1所述的转炉炼钢碳含量检测系统，其特征在于，所述望远光学系统还包括一偏振片，设置所述物镜和目镜的光学成像通路中。9.根据权利要求1所述的转炉炼钢碳含量检测系统，其特征在于，所述望远光学系统还包括一独立于物镜和目镜、用于调节炉口火焰探测视场的视场光栏，该视场光栏配置在所述物镜、目镜所形成的光学成像通路中。10.根据权利要求9所述的转炉炼钢碳含量检测系统，其特征在于，所述视场光栏为可变视场光栏。2CN106153556A说明书1/6页转炉炼钢碳含量动态检测系统技术领域[0001]本发明的各个方面涉及转炉炼钢技术领域，尤其是转炉炼钢过程中钢水碳含量的实时监测，具体而言涉及转炉炼钢碳含量动态检测系统。背景技术[0002]现今世界上的主流炼钢技术就是转炉炼钢，其产量占钢铁总产量的70％以上。而在转炉炼钢过程中最重要的一环就是末期的终点控制，直接关系到最后钢水的质量。自从转炉炼钢方法出现以来，转炉炼钢的终点控制主要经历了人工经验控制、静态模型控制、动态模型控制和光信息控制四个发展阶段。[0003]人工经验控制，即经验炼钢，利用热电偶测温定碳和炉前取样快速分析的手段，对正常吹炼条