專利名稱：燒結(jié)鋪料厚度在線檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用計算機圖像檢測與處理的在線檢測方法，尤其是對燒結(jié)機鋪
料層厚度在線檢測方法。
背景技術(shù)：
料層厚度是燒結(jié)生產(chǎn)中的一項關(guān)鍵操作參數(shù)，也是考核燒結(jié)機中間操作的重要指 標，料層厚度及其穩(wěn)定性直接影響燒結(jié)礦的產(chǎn)量、質(zhì)量。實現(xiàn)臺車料層厚度的在線檢測，能 夠及早了解料層變化，為調(diào)節(jié)鋪料厚度、燒結(jié)機機速、風箱風門、點火操作和燒結(jié)終點控制 等提供參考。 目前對燒結(jié)機料層厚度的測量方法主要有浮板式，重錘式，超聲波式等。由于燒結(jié) 生產(chǎn)現(xiàn)場溫度高、濕度大、粉塵多，環(huán)境惡劣，尤其是現(xiàn)有的各種檢測方法均需要將其探頭、 傳感器安裝在燒結(jié)機的正上方，且距離較近，這樣則造成傳感器易受機械碰撞和高溫而損 壞。 燒結(jié)機料層厚度檢測裝置(專利申請?zhí)?3234293. 4)的實用新型包括測量臂、轉(zhuǎn) 輪和信號測量裝置組成，通過測量臂與料面接觸帶動轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動，根據(jù)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動弧度計算料 面高度。這種方法由于測量臂的磨損及腐蝕會對測量結(jié)果造成影響，且易受到機械碰撞而 損壞；一體化超聲波料位計(專利申請?zhí)?00420060206. 5)的實用新型是利用超聲波在 料面上可以反射，通過發(fā)射和回收的信號的時間差可推算料面高度。但這種方法對環(huán)境及 被測物結(jié)構(gòu)要求較高，不能較好的適應(yīng)燒結(jié)現(xiàn)場的惡劣環(huán)境，而且設(shè)備易損壞；重錘料位計 (專利申請?zhí)?00520093892. 0)的實用新型通過重錘到達料面時制動，拉力變小，產(chǎn)生信 號，根據(jù)重錘下降高度確定料面高度。這種方法由于重錘的磨損及腐蝕也會對測量結(jié)果造 成影響，并且同上一種發(fā)明一樣有較多的機械部分，比較容易損壞，維護量較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠適應(yīng)燒結(jié)生產(chǎn)惡劣環(huán)境、不易損壞、非接觸式的 燒結(jié)鋪料厚度在線檢測方法。 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種燒結(jié)鋪料厚度在線檢測方法，在燒結(jié)機臺車上 方設(shè)置兩個點光源，使兩個點光源的光線所形成的平面同時垂直于臺車的車壁和底部，在 該垂直平面內(nèi)，兩條光線匯聚在臺車底部上一點，其中一條光線與臺車底部垂直，另一條光 線與臺車底部成銳角a ;在臺車上方設(shè)置一個圖像采集設(shè)備，使圖像采集的范圍大于兩個 點光源在料面上的照射范圍，通過圖像采集設(shè)備將兩個點光源在料面上投射光點的距離Lp 采集到計算機中，并對圖像進行處理，最后利用公式H二 tga XLiXg計算料層厚度，
式中，H為被測料層厚度；
a為一條光線與臺車底部的夾角； Li為圖像采集 備采集到計算機中的投射光點的距離；
g為設(shè)備系數(shù)，g = Lp/Li ;
其中Lp為實測投射光點的距離。 本發(fā)明的一種燒結(jié)鋪料厚度在線檢測方法，可將一個點光源設(shè)置在臺車一側(cè)車壁 的正上方，并且垂直于臺車底部，另一個點光源和圖像采集設(shè)備設(shè)置在臺車另一車壁的外 側(cè)上方。為了使檢測效果更好，還可將圖像采集設(shè)備的軸線和兩個點光源軸線所形成的平 面在同一個平面內(nèi)。 本發(fā)明利用兩個點光源在料面表面上形成兩個反射光點的直線距離隨料層厚度
變化而變化，而兩個點光源的軸線與料面間的夾角始終不變的規(guī)律，通過圖像采集設(shè)備將
料面上形成的兩個反射光點采集到計算機中進行圖像處理，檢測出兩個反射光點的直線距
離，最后利用三角函數(shù)公式計算出實際料層厚度。
本方法同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果 1、非接觸式測量，避免設(shè)備耗損；2、無機械成分，降低維護成本；3、適應(yīng)現(xiàn)場環(huán) 境，工作可靠，不易損壞；4、設(shè)備成本低，體積小，易于安裝；5、原理簡便，易于實現(xiàn)。


圖1為燒結(jié)機臺車斷面示意圖； 圖2為顯示器內(nèi)看到的攝像機拍攝畫面。
具體實施例方式
如圖1、2所示，本發(fā)明的一種燒結(jié)鋪料厚度在線檢測方法，在燒結(jié)機臺車上方設(shè) 置兩個點光源3-l、3-2，使兩個點光源的光線所形成的平面同時垂直于臺車的車壁5-1、 5-2和底部l，在該垂直平面內(nèi)，兩條光線匯聚在臺車底部上一點，其中一條光線與臺車底 部垂直，另一條光線與臺車底部成銳角a ;在臺車上方設(shè)置一個圖像采集設(shè)備4，使圖像采 集的范圍大于兩個點光源在料面上的照射范圍，通過圖像采集設(shè)備將兩個點光源在料面2 上投射光點的距離Lp采集到計算機中，并對圖像進行處理，最后利用公式H二 tga XLiXg
計算料層厚度， 式中，H為被測料層厚度； a為一條光線與臺車底部的夾角； Li為圖像采集設(shè)備采集到計算機中的投射光點的距離；
g為設(shè)備系數(shù)，g = Lp/Li ;
其中Lp為實測投射光點的距離。 如圖l所示，點光源3-l在臺車壁5-l的正上方，并且垂直于臺車底部l，點光源 3-2和圖像采集設(shè)備4在臺車壁5-2的外側(cè)上方，點光源3-2與臺車底部l成a角度，點光 源3-l、3-2發(fā)射的光源點匯聚在空臺車底部1與臺車壁5-1的交線上的C點，點光源3-1、 3-2所處平面與臺車運行方向垂直。 如圖l所示，臺車布料時，點光源3-l、3-2在布料料面2上形成投射光點A、B，兩點 的連線垂直于臺車壁5-l、5-2，圖像采集設(shè)備4安裝在能夠同時采集到投射光點A、 B的位 置，固定點光源3-l、3-2和圖像采集設(shè)備4的位置與角度。利用圖像采集設(shè)備4對臺車布 料料面上形成的投射光點A、B進行圖像采集，然后在計算機上顯示，圖2為圖像采集設(shè)備4 采集到的圖像在計算機顯示器上的顯示的示意圖，點D、E分別與圖1中的投射光點A、B對
4應(yīng)，b為D、E之間的距離(圖像上兩點間像素值)，利用H = tga XLiXg計算得出料層的 實際厚度H。 設(shè)備系數(shù)g的標定臺車未布料時，點光源3-l、3-2在臺車底部1與臺車壁5-1的 交線上匯聚于C點，在臺車布有一定厚度物料時，點光源3-l、3-2在布料料面上形成投射光 點A、B，實測投射光點的距離為Lp，計算機上顯示的與投射光點A、B對應(yīng)的點D、E的距離為 Li，則設(shè)備系數(shù)g為g = L/Lp H= tga XLiXg的推導從圖1可以得到料層的實際厚度H與兩個點光源發(fā)射到 料面表面所形成的投射光點的實際距離Lp之間的關(guān)系為H = tga XLp，而g = Lp/Li，因此 H = tga XLiXg。 圖像采集設(shè)備4可以是數(shù)字攝像機、數(shù)字照相機或模擬攝像機等的一種，點光源 3-l、3-2可以是聚焦鹵燈、聚焦氙燈、聚集白熾燈、紅激光點光源或綠激光點光源等的一種 或兩種。當圖像采集設(shè)備4的軸線(即光線)和點光源3-l、3-2的軸線(即光線)在同一 個平面時，檢測效果會更好。
權(quán)利要求
一種燒結(jié)鋪料厚度在線檢測方法，其特征在于在燒結(jié)機臺車上方設(shè)置兩個點光源，使兩個點光源的光線所形成的平面同時垂直于臺車的車壁和底部，在該垂直平面內(nèi)，兩條光線匯聚在臺車底部上一點，其中一條光線與臺車底部垂直，另一條光線與臺車底部成銳角α；在臺車上方設(shè)置一個圖像采集設(shè)備，使圖像采集的范圍大于兩個點光源在料面上的照射范圍，通過圖像采集設(shè)備將兩個點光源在料面上投射光點的距離Lp采集到計算機中，并對圖像進行處理，最后利用公式H＝tgα×Li×g計算料層厚度，式中，H為被測料層厚度；α為一條光線與臺車底部的夾角；Li為圖像采集設(shè)備采集到計算機中的投射光點的距離；g為設(shè)備系數(shù)，g＝Lp/Li；其中Lp為實測投射光點的距離。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燒結(jié)鋪料厚度在線檢測方法，其特征在于一個點光源 (3-1)設(shè)置在臺車一側(cè)車壁(5-1)的正上方，并且垂直于臺車底部(l)，另一個點光源(3-2) 和圖像采集設(shè)備(4)設(shè)置在臺車另一車壁(5-2)的外側(cè)上方。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燒結(jié)鋪料厚度在線檢測方法，其特征在于圖像采集設(shè) 備(4)的軸線和兩個點光源軸線所形成的平面在同一個平面內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燒結(jié)鋪料厚度在線檢測方法，其特征在于圖像采集設(shè) 備(4)實時采集由點光源投射在料面上所形成的圖像。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燒結(jié)鋪料厚度在線檢測方法，其特征在于計算機對所采集的圖像進行去噪聲、二值化和光點位置像素數(shù)值化處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種燒結(jié)鋪料厚度在線檢測方法，在燒結(jié)機臺車上方設(shè)置兩個點光源，使兩個點光源的光線所形成的平面同時垂直于臺車的車壁和底部，在該垂直平面內(nèi)，兩條光線匯聚在臺車底部上一點，其中一條光線與臺車底部垂直，另一條光線與臺車底部成銳角α；在臺車上方設(shè)置一個圖像采集設(shè)備，使圖像采集的范圍大于兩個點光源在料面上的照射范圍，通過圖像采集設(shè)備將兩個點光源在料面上投射光點的距離Lp采集到計算機中，并對圖像進行處理，最后利用公式H＝tgα×Li×g計算料層厚度。本發(fā)明解決了因接觸式測量所造成的設(shè)備耗損、維護量大等問題，能夠適應(yīng)燒結(jié)生產(chǎn)惡劣環(huán)境，具有設(shè)備成本低、體積小、易于安裝、工作可靠、使用方便等特點。
文檔編號G01B11/06GK101750022SQ20081022976
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月12日
發(fā)明者宋寶宇, 李向榮, 李志賓, 楊東曉, 楊宏偉, 楊春雨, 段立祥 申請人:鞍鋼股份有限公司