[发明专利]一种金属冶炼排渣的炉渣位置检测装置及其检测方法

说明书

本发明涉及一种金属冶炼排渣的炉渣位置检测装置及其检测方法，该检测装置正对设置在金属冶炼还原排渣炉外，检测装置包括底板、背板、扒渣机械臂、红外阵列传感器和COMS摄像头；底板和背板垂直固定连接，在底板的上端面设置扒渣机械臂，在背板上设置红外阵列传感器和COMS摄像头，红外阵列传感器和COMS摄像头正对金属冶炼还原排渣炉的炉口，红外阵列传感器和COMS摄像头左右分布于扒渣机械臂两侧。本发明解决了现有技术中金属冶炼排渣装置及定位不准确、技术成本高的问题。

技术领域

本发明属于金属冶炼和红外视觉技术交叉技术领域，具体涉及一种金属冶炼排渣的炉渣位置检测装置及其检测方法。

背景技术

该检测装置是应用在炼镁工艺设备中采用皮匠法进行金属镁提炼过程的。目前我国98%的镁是由皮江法工艺生产，皮江法炼镁工艺的主要耗能流程为回转窑内的白云石煅烧（约占总耗能的23%~25%）和还原炉的高温真空过程（约占总能耗的60%~70%）。皮江法炼镁的原理是在高温（1150~1250℃）和真空（1.33~133Pa）条件下用75SiFe从白云石煅烧后形成的煅白（MgO·CaO)中提取金属镁，在还原罐中先形成金属镁蒸气，然后结晶冷凝得到粗镁，其反应方程式为：

该工艺是将含镁原料煅白粉、还原剂硅铁粉与矿化剂萤石粉按照一定的比例均匀混合、压制成团后定量的装入试管型还原罐中。封闭处理后，打开水冷设备后抽真空，用块煤或是燃气为燃料对罐体进行加热，镁以蒸汽的形式从煅白中还原出来，通过球团内部的空隙逸入罐内真空区域，在通过隔热板上的小孔进入结晶器经水冷后获得固态的结晶粗镁。公式中这两部分成分就是炼镁还原炉中提炼粗镁之后，留在炉罐内的炉渣。

在实际生产中，留在炉罐内的炉渣目标检测，是一种在复杂背景下的高温目标检测技术，通常需要红外热成像技术的参与，现有技术中的检测方法和装置存在价格高昂、无法准确定位目标空间位置，无法反馈温度信息的缺陷。

发明内容

本申请提供一种金属冶炼排渣的炉渣位置检测装置及其检测方法，解决了现有技术中金属冶炼排渣定位不准确、技术成本高的问题。

一种金属冶炼排渣的炉渣位置检测装置,所述检测装置正对设置在金属冶炼还原排渣炉外，所述的检测装置包括底板、背板、扒渣机械臂、红外阵列传感器和CMOS 摄像头；所述底板和背板垂直固定连接，在所述底板的上端面设置扒渣机械臂，在所述背板上设置红外阵列传感器和CMOS 摄像头，所述红外阵列传感器和CMOS 摄像头正对金属冶炼还原排渣炉的炉口，所述红外阵列传感器和CMOS 摄像头左右分布于扒渣机械臂两侧。

金属冶炼排渣的炉渣位置检测装置，基于所述检测装置的检测方法如下：

S1.将红外阵列传感器采集的炉渣在空间环境中的二维点阵温度，绘制为伪彩色温度分布图，并标注等温线；

S2.给CMOS 摄像头镜头前安装可见光滤光片，采集到炉渣在空间环境中的红外高通图像；将红外高通图像进行图像处理，得到炉渣在像素平面形成的二值化连通区域，即炉渣在像素平面的轮廓；求取连通区域的形心作为炉渣的特征点，便进一步求得特征点在像素二维平面的位置坐标；

S3.去掉CMOS 摄像头的可见光滤光片，采集到炉渣的彩色图像，作为基准，将伪彩色温度分布图融合到彩色图像中获得红外图像，并标出炉渣特征点；

S4.利用CMOS摄像头，采用小孔成像原理，利用S2求取的连通区域的形心作为炉渣的特征点，即在二维平面的位置，坐标变换求出炉渣在三维空间的位置坐标即深度信息。

本发明的有益效果：