[发明专利]一种关于铜加工过程铜品位的检测方法及其检测系统

说明书

技术领域

本发明属于冶金工艺测试技术领域，具体涉及一种关于铜加工过程铜品位的检测方法及其检测装置。

背景技术

铜加工过程需要能够快速准确地测量铜液关于样本铜品位的质量指标，铜品位在线检测对于及时、高效地判断氧化还原过程完成与否非常重要。

在铜加工过程中，铜品位是实现自动控制的关键质量参数。然而，由于高温和腐蚀性等因素，该参数在线检测成为成套控制系统应用中的一个技术难题。现有工艺下，铜品位检测一般采用离线抽检送到实验室化验的检测方式，且多为化学分析方式，虽然检测精度较高，但检测时间较长，不能满足在线实时控制的需要。

目前在很多铜加工企业中，废杂铜冶炼氧化还原反应过程的操作工人常常目测铜液的颜色等外观特征来估计铜品位大致是否达标，进而估计氧化还原反应进行的程度如何，虽然一定程度上满足了检测的实时性，但其估计判断的准确与否取决于工人的操作经验和疲劳状态；故一般检测精度不高，检测结果的可靠性低。

因此，国内的铜加工企业目前都无法实现铜品位参数的在线实时精确测量，精确的铜品位参数多是通过实验室的离线化验分析获得，但时间滞后达几个小时；而现场依赖操作工人的经验估计出的铜品位，数据大多精度不高，可靠性低。

Zhang Hongwei、Song Zhihuan在标题为A Copper Compositions Soft Sensor Using Color Vision and LSSVR(Journal of Shanghai Jiaotong University，Vol.45 No.8Aug.2011)的文章中公开了一种基于颜色特征的在线铜品位的估计方法，该方法通过现场取样并固化再生铜样品的彩色图像，然后使用RGB颜色空间、色调和颜色向量角分别量化再生铜颜色特征，最后利用最小二乘支持向量回归对铜成分参数建立回归模型，进而实现铜成分参数估计。

然而对于同一份待测铜样，即使纯度恒定，在从1000℃左右降到常温的过程中，颜色会从熔融的亮红色变成固态的颜色，颜色在铜样的降温过程中会发生很大的变化，这种情况就使得单纯依赖颜色判定高温铜样的铜品位会有极大的误差；故该估计方法测量数据结果的精度和可靠性并不值得信赖。

发明内容

针对现有技术所存在的上述技术缺陷，本发明提供了一种关于铜加工过程铜品位的检测方法及其检测装置，实现了铜品位参数的实时精确测量。

一种关于铜加工过程铜品位的检测方法，包括如下步骤：

(1)实时采集待测铜液样本的可见光图像和非可见光红外图像；

(2)对所述的非可见光红外图像进行特征提取，得到待测铜液样本的红外线强度；

(3)在所述的可见光图像中选取ROI(Region of Interesting，感兴趣区域)，对ROI进行特征提取，得到ROI的像素平均RGB(红绿蓝)值，并通过以下方程表达式计算出待测铜液样本的颜色向量角；

C_R＝0.877[0.701Red-0.587(256-Green)-0.114Blue]

C_B＝-0.493[-0.299Red-0.587(256-Green)-0.886Blue]     (1)

θ＝arctan(C_R/C_B)

式1中：Red为ROI的红色通道像素平均值，Green为ROI的绿色通道像素平均值，Blue为ROI的蓝色通道像素平均值，θ为待测铜液样本的颜色向量角；

(4)获取样本数据库，根据所述的颜色向量角和红外线强度，通过以下方程表达式计算出待测铜液样本的铜品位；