礦熱爐冶煉鉻鐵球團(tuán)粒度檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種礦熱爐冶煉鉻鐵球團(tuán)粒度檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法，包括：造球盤、向造球盤輸送物料的落料皮帶、用于攪動(dòng)造球盤內(nèi)物料的刮刀系統(tǒng)和用于向造球盤內(nèi)部加水的霧化噴水裝置；還包括，現(xiàn)場(chǎng)就地控制箱、面陣工業(yè)智能相機(jī)、高亮LED無影穹頂光源、PLC控制站、工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)；位于造球盤出料端和出料擋板之間的溜槽上設(shè)置有圓形投影區(qū)域的檢測(cè)區(qū)域；霧化噴水裝置供水管路上設(shè)置有配水調(diào)節(jié)閥；高亮LED無影穹頂光源直射于檢測(cè)區(qū)域；面陣工業(yè)智能相機(jī)安裝于高亮LED無影穹頂光源頂端的正中間；采用上述技術(shù)方案的本發(fā)明，控制對(duì)象是氣動(dòng)配水調(diào)節(jié)閥的開度，通過聯(lián)機(jī)調(diào)試和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，構(gòu)建配水量與球團(tuán)粒度的數(shù)學(xué)關(guān)系，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)辨識(shí)和控制。
【專利說明】
礦熱爐冶煉鉻鐵球團(tuán)粒度檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及礦熱爐冶煉機(jī)械設(shè)備，特別涉及豎爐鉻鐵冶煉造球設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)球團(tuán)粒度的自動(dòng)辨識(shí)，控制成球粒度在規(guī)定區(qū)間內(nèi)的礦熱爐冶煉鉻鐵球團(tuán)粒度檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法。【背景技術(shù)】
[0002]國家產(chǎn)業(yè)政策對(duì)節(jié)能環(huán)保和產(chǎn)品能耗的要求標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格，隨著智能檢測(cè)和控制技術(shù)的不斷進(jìn)步，傳統(tǒng)行業(yè)的升級(jí)改造步伐加快。在鉻鐵冶煉工藝流程中，鉻精礦粉需經(jīng)圓盤造球機(jī)轉(zhuǎn)化為鉻鐵球團(tuán)后入豎爐，成球粒度直接影響豎爐冶煉安全和效率。目前，鉻鐵球團(tuán)成球粒度由人工監(jiān)視，手動(dòng)調(diào)節(jié)配水裝置，主觀性強(qiáng)、效率低、誤差大、實(shí)時(shí)性差，亟待升級(jí)改造。
[0003]國內(nèi)現(xiàn)有粒度檢測(cè)技術(shù)，主要應(yīng)用于巖塊、礦石、燃料等領(lǐng)域，設(shè)置單獨(dú)的取樣機(jī)構(gòu)或裝置，采用泛光照明裝置，依靠前端圖像采集設(shè)備獲取圖像，由后臺(tái)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)處理和分析，獲取粒徑大小，提供顯示或警報(bào)。存在設(shè)備成本高、易受外界干擾、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、控制功能單一等缺點(diǎn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明針對(duì)上述技術(shù)問題，提出一種利用機(jī)器視覺技術(shù)自動(dòng)辨識(shí)鉻鐵球團(tuán)粒度的檢測(cè)控制裝置，檢測(cè)結(jié)果輸出至控制系統(tǒng)，克服人工監(jiān)視和手動(dòng)調(diào)節(jié)配水的缺點(diǎn)，彌補(bǔ)國內(nèi)現(xiàn)有粒度檢測(cè)技術(shù)的不足，降低生產(chǎn)企業(yè)運(yùn)營成本，提高礦熱爐冶煉智能化水平。
[0005]為達(dá)到以上目的，通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]礦熱爐冶煉鉻鐵球團(tuán)粒度檢測(cè)裝置，包括:造球盤、向造球盤輸送物料的落料皮帶、用于攪動(dòng)造球盤內(nèi)物料的刮刀系統(tǒng)和用于向造球盤內(nèi)部加水的霧化噴水裝置；
[0007]還包括，現(xiàn)場(chǎng)就地控制箱、面陣工業(yè)智能相機(jī)、高亮LED無影穹頂光源、PLC控制站、 工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)；[〇〇〇8] 其中，位于造球盤出料端和出料擋板之間的溜槽上設(shè)置有￠200??300mm圓形投影區(qū)域的檢測(cè)區(qū)域;霧化噴水裝置供水管路上設(shè)置有配水調(diào)節(jié)閥；
[0009]高亮LED無影穹頂光源直射于檢測(cè)區(qū)域，且與檢測(cè)區(qū)域設(shè)有300?600mm的間隙；面陣工業(yè)智能相機(jī)安裝于高亮LED無影穹頂光源頂端的正中間；
[0010]面陣工業(yè)智能相機(jī)通過相機(jī)供電線與現(xiàn)場(chǎng)就地控制箱連接，面陣工業(yè)智能相機(jī)通過工業(yè)智能相機(jī)通訊線與工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)連接;高亮LED無影穹頂光源通過光源供電線與現(xiàn)場(chǎng)就地控制箱連接;工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)輸出信號(hào)端通過PLC通訊線與PLC控制站連接； PLC控制站通過調(diào)節(jié)閥控制信號(hào)線和調(diào)節(jié)閥狀態(tài)反饋線與配水調(diào)節(jié)閥連接；
[0011]采用上述技術(shù)方案的本發(fā)明，檢測(cè)對(duì)象是由鉻精礦粉、膨潤土經(jīng)落料皮帶輸運(yùn)至旋轉(zhuǎn)的造球盤，經(jīng)霧化噴水裝置加水后，在刮刀系統(tǒng)的攪動(dòng)下，轉(zhuǎn)化成￠8?? 12mm的類球形鉻鐵球團(tuán)，成球后從盤邊溢出;檢測(cè)區(qū)域位于造球盤出料端和出料擋板之間的溜槽上，?200?? 300mm的圓形投影區(qū)域;檢測(cè)裝置主要由現(xiàn)場(chǎng)就地控制箱、工業(yè)智能相機(jī)、高亮LED 無影穹頂光源、相機(jī)供電線、光源供電線、工業(yè)智能相機(jī)通訊線、調(diào)節(jié)閥控制信號(hào)線和調(diào)節(jié)閥狀態(tài)反饋線及相關(guān)附件構(gòu)成，設(shè)備電源由現(xiàn)場(chǎng)就地控制箱提供;控制對(duì)象是氣動(dòng)配水調(diào)節(jié)閥的開度，通過聯(lián)機(jī)調(diào)試和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，構(gòu)建配水量與球團(tuán)粒度的數(shù)學(xué)關(guān)系，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)辨識(shí)和控制。
[0012]礦熱爐冶煉鉻鐵球團(tuán)粒度檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法，包括以下步驟:
[0013]步驟一，高亮LED無影穹頂光源通過底部向上發(fā)光的高亮LED顆粒，結(jié)合漫反射殼體，形成均勻反射照明，垂直照射檢測(cè)區(qū)域，分辨率不低于200萬像素、幀率不低于15fps、高度集成化的面陣工業(yè)智能相機(jī)安裝于高亮LED無影穹頂光源頂端的正中間，通過設(shè)置曝光時(shí)間、增益、對(duì)焦、光圈、標(biāo)定等參數(shù)，實(shí)時(shí)獲取溢出到溜槽的鉻鐵球團(tuán)的清晰單幀數(shù)字圖像；[〇〇14]步驟二，采集圖像后，通過內(nèi)置的處理器和軟件就地進(jìn)行圓形R0I提取，降低光照均勻度影響，濾除邊界球團(tuán)；
[0015]步驟三，為減少圖像中的噪聲，采用3X3離散高斯濾波器進(jìn)行平滑濾波;借助高斯函數(shù)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的特點(diǎn)，對(duì)于圖像各個(gè)方向上的平滑效果是均衡的，能夠比較好的保護(hù)圖像邊緣，同時(shí)濾除顆粒噪聲;克服均值濾波使圖像變模糊、中值濾波無法濾除均勻分布噪聲的缺點(diǎn)；
[0016]步驟四，采用灰度形態(tài)學(xué)處理，替代傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)處理方式;傳統(tǒng)方式的缺點(diǎn)是在處理過程中會(huì)改變檢測(cè)物體的實(shí)際輪廓，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。結(jié)合鉻鐵球團(tuán)外形輪廓的特點(diǎn)，采用灰度形態(tài)學(xué)梯度，使輸入圖像中的灰度變化更加尖銳，不同于一般的空間梯度算子，形態(tài)學(xué)梯度在處理過程中不會(huì)加大或放大噪聲，有利于更準(zhǔn)確的邊緣提取。
[0017]步驟五，考慮到球團(tuán)背景灰度變化較大，采用8鄰域自適應(yīng)閾值分割，即對(duì)每個(gè)像素確定以其自身為中心的8鄰域窗口，將窗口內(nèi)所有像素的平均值作為閾值，將圖像轉(zhuǎn)化成對(duì)比明顯的二值化圖像；[〇〇18]步驟六，為進(jìn)一步分割粘連圖像而不改變周長(zhǎng)等物理參數(shù)，采用8連通鏈碼進(jìn)行輪廓跟蹤，用線段跟蹤取代傳統(tǒng)像素統(tǒng)計(jì)，獲取更精確的球團(tuán)參數(shù)，推算出單個(gè)球團(tuán)的二維投影面積S、周長(zhǎng)C和半徑R;
[0019]步驟七，進(jìn)行圓度計(jì)算:4X3iXS + C2,濾除圓度過小的樣本，從而將堆疊和粘連引起的干擾樣本濾除；獲取有效樣本后，對(duì)粒度大小進(jìn)行二次篩選和修正，統(tǒng)計(jì)球團(tuán)半徑R的分布比例，為配水控制提供依據(jù)；
[0020]步驟八，利用工業(yè)智能相機(jī)集成的I/O接口，將粒度檢測(cè)結(jié)果通過工業(yè)智能相機(jī)通訊線以TCP/IP協(xié)議經(jīng)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)遠(yuǎn)程輸出至PLC控制站；[0021 ]步驟九，PLC控制站9接收到配水信號(hào)后進(jìn)行循環(huán)邏輯判斷，同時(shí)AI模塊通過調(diào)節(jié)閥狀態(tài)反饋線14獲取開度信息;每10?20個(gè)采樣周期A0模塊對(duì)應(yīng)輸出1個(gè)邏輯判斷后的配水信號(hào)，經(jīng)調(diào)節(jié)閥控制信號(hào)線調(diào)整配水調(diào)節(jié)閥的開度，依此循環(huán)，構(gòu)建配水量與球團(tuán)粒度的數(shù)學(xué)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)連續(xù)檢測(cè)和自動(dòng)控制。[〇〇22]綜上，本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)和效果為:[〇〇23]1.設(shè)備成本低:就地實(shí)現(xiàn)圖像采集、圖像處理、分析計(jì)算、結(jié)果輸出，無需單獨(dú)的采樣裝置和后臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
[0024] 2.檢測(cè)精度高:結(jié)合鉻鐵球團(tuán)外觀和輪廓的特點(diǎn)，圖像預(yù)處理采用3 X 3離散高斯濾波器進(jìn)行平滑濾波，既保護(hù)圖像邊緣，又可有效減少圖像噪聲；圖像分割采用灰度形態(tài)學(xué)處理，替代傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)處理方式，克服其改變檢測(cè)物體的實(shí)際輪廓的缺點(diǎn)，使輸入圖像中的灰度變化更加尖銳，在處理過程中不會(huì)加大或放大噪聲，有利于更準(zhǔn)確的邊緣提??； 輪廓跟蹤采用鏈碼技術(shù)，先采用線段編碼獲取檢測(cè)區(qū)域的線段表，此過程因線段數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于像素?cái)?shù)，可有效提高處理速度，然后轉(zhuǎn)化成鏈碼表，獲取物理參數(shù)信息，使得檢測(cè)結(jié)果更趨近于真實(shí)物理尺寸。[〇〇25] 3.抗干擾能力強(qiáng):采用高亮LED無影穹頂光源，保證檢測(cè)區(qū)域的照明均勻、穩(wěn)定，工業(yè)智能相機(jī)鏡頭安裝于光源內(nèi)部，在不增加遮光罩等附件的條件下，有效降低外部光線干擾對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。[〇〇26] 4.控制功能全:檢測(cè)結(jié)果以TCP/1P傳送至PLC控制系統(tǒng)，經(jīng)邏輯判斷和處理，由A0 模塊輸出調(diào)整配水調(diào)節(jié)閥開度信號(hào)，從而控制成球粒度在規(guī)定區(qū)間內(nèi)，整套監(jiān)測(cè)裝置作為生產(chǎn)控制系統(tǒng)的組成部分，關(guān)鍵參數(shù)可供生產(chǎn)運(yùn)行人員參考。
[0027] 5.可靠性高:采用工業(yè)智能相機(jī)作為核心設(shè)備，利用其集成度高、防護(hù)等級(jí)高、故障率低、擴(kuò)展性強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，適應(yīng)工業(yè)運(yùn)行環(huán)境，滿足智能化檢測(cè)需求。
[0028] 6.維護(hù)成本低:編譯調(diào)試好的程序加載后即可連續(xù)自動(dòng)運(yùn)行，即使出現(xiàn)意外斷電等情況，供電恢復(fù)后程序可自動(dòng)加載、運(yùn)行，無需人工干預(yù)和二次調(diào)節(jié)。
[0029]上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。【附圖說明】
[0030]本發(fā)明共2幅附圖，其中:[〇〇31]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。[〇〇32]圖2為本發(fā)明的檢測(cè)流程圖。
[0033]圖中:1.現(xiàn)場(chǎng)就地控制箱2.相機(jī)供電線3.光源供電線 [〇〇34] 4.工業(yè)智能相機(jī)5.高亮LED無影穹頂光源6.工業(yè)智能相機(jī)通訊線 [〇〇35] 7.工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)8.PLC通訊線9.PLC控制站10.出料擋板
[0036] 11.檢測(cè)區(qū)域12.造球盤13.調(diào)節(jié)閥控制信號(hào)線14.調(diào)節(jié)閥狀態(tài)反饋線 [〇〇37] 15.霧化噴水裝置16.刮刀系統(tǒng)17.落料皮帶18.配水調(diào)節(jié)閥?！揪唧w實(shí)施方式】
[0038]如圖1所示的礦熱爐冶煉鉻鐵球團(tuán)粒度檢測(cè)裝置，包括:造球盤12、向造球盤12輸送物料的落料皮帶17、用于攪動(dòng)造球盤12內(nèi)物料的刮刀系統(tǒng)16和用于向造球盤12內(nèi)部加水的霧化噴水裝置15;[〇〇39] 還包括，現(xiàn)場(chǎng)就地控制箱1、面陣工業(yè)智能相機(jī)4、高亮LED無影穹頂光源5、PLC控制站9、工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)7;
[0040] 其中，位于造球盤12出料端和出料擋板10之間的溜槽上設(shè)置有0 200??300mm圓形投影區(qū)域的檢測(cè)區(qū)域11;霧化噴水裝置15供水管路上設(shè)置有配水調(diào)節(jié)閥18;
[0041]高亮LED無影穹頂光源5直射于檢測(cè)區(qū)域11，且與檢測(cè)區(qū)域11設(shè)有300?600mm的間隙;面陣工業(yè)智能相機(jī)4安裝于高亮LED無影穹頂光源5頂端的正中間；
[0042]面陣工業(yè)智能相機(jī)4通過相機(jī)供電線2與現(xiàn)場(chǎng)就地控制箱1連接，面陣工業(yè)智能相機(jī)4通過工業(yè)智能相機(jī)通訊線6(TCP/IP)與工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)7連接;高亮LED無影穹頂光源 5通過光源供電線3與現(xiàn)場(chǎng)就地控制箱1連接;工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)7輸出信號(hào)端通過PLC通訊線8 (TCP/1P)與PLC控制站9連接;PLC控制站9通過調(diào)節(jié)閥控制信號(hào)線13和調(diào)節(jié)閥狀態(tài)反饋線14與配水調(diào)節(jié)閥18連接；[〇〇43]采用上述技術(shù)方案的本發(fā)明，檢測(cè)對(duì)象是由鉻精礦粉、膨潤土經(jīng)落料皮帶17輸運(yùn)至旋轉(zhuǎn)的造球盤12，經(jīng)霧化噴水裝置15加水后，在刮刀系統(tǒng)16的攪動(dòng)下，轉(zhuǎn)化成? 8?? 12mm的類球形絡(luò)鐵球團(tuán)，成球后從盤邊溢出；檢測(cè)區(qū)域11位于造球盤12出料端和出料擋板 10之間的溜槽上，￠200??300mm的圓形投影區(qū)域;檢測(cè)裝置主要由現(xiàn)場(chǎng)就地控制箱1、工業(yè)智能相機(jī)4、高亮LED無影穹頂光源5、相機(jī)供電線2、光源供電線3、工業(yè)智能相機(jī)通訊線6、 調(diào)節(jié)閥控制信號(hào)線13和調(diào)節(jié)閥狀態(tài)反饋線14及相關(guān)附件構(gòu)成，設(shè)備電源由現(xiàn)場(chǎng)就地控制箱 1提供;控制對(duì)象是氣動(dòng)配水調(diào)節(jié)閥18(氣動(dòng))的開度，通過聯(lián)機(jī)調(diào)試和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，構(gòu)建配水量與球團(tuán)粒度的數(shù)學(xué)關(guān)系，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)辨識(shí)和控制。
[0044]如圖2所示，礦熱爐冶煉鉻鐵球團(tuán)粒度檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法，包括以下步驟:[0〇45] 步驟一，安裝于檢測(cè)區(qū)域11正上方300?600mm的高亮LED無影穹頂光源5通過底部向上發(fā)光的高亮LED顆粒，結(jié)合漫反射殼體，形成均勻反射照明，垂直照射檢測(cè)區(qū)域11，分辨率不低于200萬像素、幀率不低于15fps、高度集成化的面陣工業(yè)智能相機(jī)4安裝于高亮LED 無影穹頂光源5頂端的正中間，通過設(shè)置曝光時(shí)間、增益、對(duì)焦、光圈、標(biāo)定等參數(shù)，實(shí)時(shí)獲取溢出到溜槽的鉻鐵球團(tuán)的清晰單幀數(shù)字圖像；[〇〇46]步驟二，采集圖像后，通過內(nèi)置的處理器和軟件就地進(jìn)行圓形R0I提取，降低光照均勻度影響，濾除邊界球團(tuán)；
[0047]步驟三，為減少圖像中的噪聲，采用3X3離散高斯濾波器進(jìn)行平滑濾波;借助高斯函數(shù)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的特點(diǎn)，對(duì)于圖像各個(gè)方向上的平滑效果是均衡的，能夠比較好的保護(hù)圖像邊緣，同時(shí)濾除顆粒噪聲;克服均值濾波使圖像變模糊、中值濾波無法濾除均勻分布噪聲的缺點(diǎn)；[〇〇48]步驟四，采用灰度形態(tài)學(xué)處理，替代傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)處理方式;傳統(tǒng)方式的缺點(diǎn)是在處理過程中會(huì)改變檢測(cè)物體的實(shí)際輪廓，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。結(jié)合鉻鐵球團(tuán)外形輪廓的特點(diǎn)，采用灰度形態(tài)學(xué)梯度，使輸入圖像中的灰度變化更加尖銳，不同于一般的空間梯度算子，形態(tài)學(xué)梯度在處理過程中不會(huì)加大或放大噪聲，有利于更準(zhǔn)確的邊緣提取。[〇〇49]步驟五，考慮到球團(tuán)背景灰度變化較大，采用8鄰域自適應(yīng)閾值分割，即對(duì)每個(gè)像素確定以其自身為中心的8鄰域窗口，將窗口內(nèi)所有像素的平均值作為閾值，將圖像轉(zhuǎn)化成對(duì)比明顯的二值化圖像；
[0050]步驟六，為進(jìn)一步分割粘連圖像而不改變周長(zhǎng)等物理參數(shù)，采用8連通鏈碼進(jìn)行輪廓跟蹤，用線段跟蹤取代傳統(tǒng)像素統(tǒng)計(jì)，獲取更精確的球團(tuán)參數(shù)，推算出單個(gè)球團(tuán)的二維投影面積S、周長(zhǎng)C和半徑R;
[0051]步驟七，進(jìn)行圓度計(jì)算:4X3iXS + C2,濾除圓度過小的樣本，從而將堆疊和粘連引起的干擾樣本濾除；獲取有效樣本后，對(duì)粒度大小進(jìn)行二次篩選和修正，統(tǒng)計(jì)球團(tuán)半徑R的分布比例，為配水控制提供依據(jù)；
[0052]步驟八，利用工業(yè)智能相機(jī)4集成的I/O接口，將粒度檢測(cè)結(jié)果通過工業(yè)智能相機(jī)通訊線6以TCP/IP協(xié)議經(jīng)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)遠(yuǎn)程輸出至PLC控制站9;[〇〇53] 步驟九，PLC控制站9接收到配水信號(hào)后進(jìn)行循環(huán)邏輯判斷，同時(shí)AI模塊通過調(diào)節(jié)閥狀態(tài)反饋線14獲取開度信息;每10?20個(gè)采樣周期A0模塊對(duì)應(yīng)輸出1個(gè)邏輯判斷后的配水信號(hào)，經(jīng)調(diào)節(jié)閥控制信號(hào)線13調(diào)整配水調(diào)節(jié)閥18的開度，依此循環(huán)，構(gòu)建配水量與球團(tuán)粒度的數(shù)學(xué)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)連續(xù)檢測(cè)和自動(dòng)控制。[〇〇54]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.礦熱爐冶煉鉻鐵球團(tuán)粒度檢測(cè)裝置，包括:造球盤(12)、向造球盤(12)輸送物料的落 料皮帶(17)、用于攪動(dòng)造球盤(12)內(nèi)物料的刮刀系統(tǒng)(16)和用于向造球盤(12)內(nèi)部加水的 霧化噴水裝置(15);其特征在于:還包括，現(xiàn)場(chǎng)就地控制箱(1)、面陣工業(yè)智能相機(jī)(4)、高亮LED無影穹頂光 源(5)、PLC控制站(9)、工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)(7);其中，位于造球盤(12)出料端和出料擋板(10)之間的溜槽上設(shè)置有? 200?? 300mm圓 形投影區(qū)域的檢測(cè)區(qū)域(11);霧化噴水裝置(15)供水管路上設(shè)置有配水調(diào)節(jié)閥(18);高亮LED無影穹頂光源(5)直射于檢測(cè)區(qū)域(11)，且與檢測(cè)區(qū)域(11)設(shè)有300?600mm的 間隙;面陣工業(yè)智能相機(jī)(4)安裝于高亮LED無影穹頂光源(5)頂端的正中間；所述面陣工業(yè)智能相機(jī)(4)通過相機(jī)供電線與現(xiàn)場(chǎng)就地控制箱(1)連接，面陣工業(yè)智能 相機(jī)(4)通過工業(yè)智能相機(jī)通訊線(6)與工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)(7)連接;所述高亮LED無影穹頂 光源(5)通過光源供電線與現(xiàn)場(chǎng)就地控制箱(1)連接;所述工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)(7)輸出信號(hào) 端通過PLC通訊線(8)與PLC控制站(9)連接;所述PLC控制站(9)通過調(diào)節(jié)閥控制信號(hào)線(13) 和調(diào)節(jié)閥狀態(tài)反饋線(14)與配水調(diào)節(jié)閥(18)連接。2.礦熱爐冶煉鉻鐵球團(tuán)粒度檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟:步驟一，高亮LED無影穹頂光源(5)通過底部向上發(fā)光的高亮LED顆粒，結(jié)合漫反射殼體，形成均勻反射照明，垂直照射檢測(cè)區(qū)域(11)，分辨率不低于200萬像素、幀率不低于 15fps、高度集成化的面陣工業(yè)智能相機(jī)(4)安裝于高亮LED無影穹頂光源(5)頂端的正中 間，通過設(shè)置曝光時(shí)間、增益、對(duì)焦、光圈、標(biāo)定等參數(shù)，實(shí)時(shí)獲取溢出到溜槽的鉻鐵球團(tuán)的 清晰單幀數(shù)字圖像；步驟二，采集圖像后，通過內(nèi)置的處理器和軟件就地進(jìn)行圓形ROI提取，降低光照均勻 度影響，濾除邊界球團(tuán)；步驟三，為減少圖像中的噪聲，采用3 X 3離散高斯濾波器進(jìn)行平滑濾波；步驟四，采用灰度形態(tài)學(xué)處理，替代傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)處理方式；步驟五，考慮到球團(tuán)背景灰度變化較大，采用8鄰域自適應(yīng)閾值分割，即對(duì)每個(gè)像素確 定以其自身為中心的8鄰域窗口，將窗口內(nèi)所有像素的平均值作為閾值，將圖像轉(zhuǎn)化成對(duì)比 明顯的二值化圖像；步驟六，為進(jìn)一步分割粘連圖像而不改變周長(zhǎng)等物理參數(shù)，采用8連通鏈碼進(jìn)行輪廓跟 蹤，用線段跟蹤取代傳統(tǒng)像素統(tǒng)計(jì)，獲取更精確的球團(tuán)參數(shù)，推算出單個(gè)球團(tuán)的二維投影面 積S、周長(zhǎng)C和半徑R;步驟七，進(jìn)行圓度計(jì)算:4X3iXS + C2,濾除圓度過小的樣本，從而將堆疊和粘連引起的 干擾樣本濾除；獲取有效樣本后，對(duì)粒度大小進(jìn)行二次篩選和修正，統(tǒng)計(jì)球團(tuán)半徑R的分布 比例，為配水控制提供依據(jù)；步驟八，利用工業(yè)智能相機(jī)(4)集成的I/O接口，將粒度檢測(cè)結(jié)果通過工業(yè)智能相機(jī)通 訊線(6)以TCP/IP協(xié)議經(jīng)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)遠(yuǎn)程輸出至PLC控制站(9);步驟九，PLC控制站(9)接收到配水信號(hào)后進(jìn)行循環(huán)邏輯判斷，同時(shí)AI模塊通過調(diào)節(jié)閥 狀態(tài)反饋線(14)獲取開度信息;每10?20個(gè)采樣周期AO模塊對(duì)應(yīng)輸出1個(gè)邏輯判斷后的配 水信號(hào)，經(jīng)調(diào)節(jié)閥控制信號(hào)線(13)調(diào)整配水調(diào)節(jié)閥(18)的開度，依此循環(huán)，構(gòu)建配水量與球 團(tuán)粒度的數(shù)學(xué)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)連續(xù)檢測(cè)和自動(dòng)控制。
【文檔編號(hào)】G01N15/02GK105973771SQ201610390353
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年6月3日
【發(fā)明人】徐巖, 隋銖成, 張翌, 王波, 薛海蛟, 谷端玉
【申請(qǐng)人】大連華銳重工集團(tuán)股份有限公司