矿热炉冶炼铬铁球团粒度检测装置及其检测方法.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CN105973771A(43)申请公布日2016.09.28(21)申请号201610390353.6(22)申请日2016.06.03(71)申请人大连华锐重工集团股份有限公司地址116013辽宁省大连市西岗区八一路169号(72)发明人徐岩隋铢成张翌王波薛海蛟谷端玉(74)专利代理机构大连东方专利代理有限责任公司21212代理人高永德李洪福(51)Int.Cl.G01N15/02(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称矿热炉冶炼铬铁球团粒度检测装置及其检测方法(57)摘要本发明公开了一种矿热炉冶炼铬铁球团粒度检测装置及其检测方法，包括：造球盘、向造球盘输送物料的落料皮带、用于搅动造球盘内物料的刮刀系统和用于向造球盘内部加水的雾化喷水装置；还包括，现场就地控制箱、面阵工业智能相机、高亮LED无影穹顶光源、PLC控制站、工业以太网交换机；位于造球盘出料端和出料挡板之间的溜槽上设置有圆形投影区域的检测区域；雾化喷水装置供水管路上设置有配水调节阀；高亮LED无影穹顶光源直射于检测区域；面阵工业智能相机安装于高亮LED无影穹顶光源顶端的正中间；采用上述技术方案的本发明，控制对象是气动配水调节阀的开度，通过联机调试和实时监测，构建配水量与球团粒度的数学关系，以实现自动辨识和控制。CN105973771ACN105973771A权利要求书1/1页1.矿热炉冶炼铬铁球团粒度检测装置，包括：造球盘(12)、向造球盘(12)输送物料的落料皮带(17)、用于搅动造球盘(12)内物料的刮刀系统(16)和用于向造球盘(12)内部加水的雾化喷水装置(15)；其特征在于：还包括，现场就地控制箱(1)、面阵工业智能相机(4)、高亮LED无影穹顶光源(5)、PLC控制站(9)、工业以太网交换机(7)；其中，位于造球盘(12)出料端和出料挡板(10)之间的溜槽上设置有Φ200～Φ300mm圆形投影区域的检测区域(11)；雾化喷水装置(15)供水管路上设置有配水调节阀(18)；高亮LED无影穹顶光源(5)直射于检测区域(11)，且与检测区域(11)设有300～600mm的间隙；面阵工业智能相机(4)安装于高亮LED无影穹顶光源(5)顶端的正中间；所述面阵工业智能相机(4)通过相机供电线与现场就地控制箱(1)连接，面阵工业智能相机(4)通过工业智能相机通讯线(6)与工业以太网交换机(7)连接；所述高亮LED无影穹顶光源(5)通过光源供电线与现场就地控制箱(1)连接；所述工业以太网交换机(7)输出信号端通过PLC通讯线(8)与PLC控制站(9)连接；所述PLC控制站(9)通过调节阀控制信号线(13)和调节阀状态反馈线(14)与配水调节阀(18)连接。2.矿热炉冶炼铬铁球团粒度检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，高亮LED无影穹顶光源(5)通过底部向上发光的高亮LED颗粒，结合漫反射壳体，形成均匀反射照明，垂直照射检测区域(11)，分辨率不低于200万像素、帧率不低于15fps、高度集成化的面阵工业智能相机(4)安装于高亮LED无影穹顶光源(5)顶端的正中间，通过设置曝光时间、增益、对焦、光圈、标定等参数，实时获取溢出到溜槽的铬铁球团的清晰单帧数字图像；步骤二，采集图像后，通过内置的处理器和软件就地进行圆形ROI提取，降低光照均匀度影响，滤除边界球团；步骤三，为减少图像中的噪声，采用3×3离散高斯滤波器进行平滑滤波；步骤四，采用灰度形态学处理，替代传统的数学形态学处理方式；步骤五，考虑到球团背景灰度变化较大，采用8邻域自适应阈值分割，即对每个像素确定以其自身为中心的8邻域窗口，将窗口内所有像素的平均值作为阈值，将图像转化成对比明显的二值化图像；步骤六，为进一步分割粘连图像而不改变周长等物理参数，采用8连通链码进行轮廓跟踪，用线段跟踪取代传统像素统计，获取更精确的球团参数，推算出单个球团的二维投影面积S、周长C和半径R；步骤七，进行圆度计算：4×π×S÷C2，滤除圆度过小的样本，从而将堆叠和粘连引起的干扰样本滤除；获取有效样本后，对粒度大小进行二次筛选和修正，统计球团半径R的分布比例，为配水控制提供依据；步骤八，利用工业智能相机(4)集成的I/O接口，将粒度检测结果通过工业智能相机通讯线(6)以TCP/IP协议经工业以太网交换机远程输出至PLC控制站(9)；步骤九，PLC控制站(9)接收到配水信号后进行循环逻辑判断，同时AI模块通过调节阀状态反馈线(14)获取开度信息；每10～20个采样周期AO模块对应输出1个逻辑判断后的配水信号，经调节阀控制信号线(13)调整配水调节阀(18)的开度，依此循环，构建配水量与球团粒度的数学关系，实现连续检测和自动控制