[发明专利]一种连铸熔池液位检测系统及连铸熔池液位控制方法

权利要求书

1.一种连铸熔池液位检测系统，其特征在于，所述系统包括：

CCD针孔相机，所述CCD针孔相机包括一对，所述CCD针孔相机安装于连铸熔池上方底座位置；

相机控制器，所述相机控制器通过电缆与所述CCD针孔相机连接，所述相机控制器用于控制所述CCD针孔相机采集连铸熔池内钢液与铸辊交界区域图像信息；

相机冷却外壳，所述CCD针孔相机设置于所述相机冷却外壳中，所述冷却外壳外端包括水冷接口和气冷接口，所述相机冷却外壳还包括水道夹层，水道夹层与所述水冷接口连通，通过所述水冷接口向所述水道中注入冷却水以使冷却水在所述水道中循环实现降温；

气管，所述气管与所述气冷接口连接，连接所述CCD针孔相机与所述相机控制器的电缆穿过所述气管，所述气冷接口用于在所述CCD针孔相机前端排出冷却气体；

工控机，所述工控机与所述相机控制器通过以太网连接，所述工控机用于通过所述相机控制器获取所述CCD针孔相机采集的图像信息，以及基于所述图像信息分析连铸熔池的液位信息。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

PLC控制器，所述PLC控制器与所述工控机连接，所述PLC控制器用于接收所述工控机中的液位信息并基于所述液位信息控制连铸熔池对应的铸辊的工作参数，以使连铸熔池的液位高度与预设高度值匹配。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

过滤器，所述过滤器设置于冷却气体的进气前端。

4.一种连铸熔池液位控制方法，其特征在于，所述方法用于如权利要求1至3中任一项所述的连铸熔池液位检测系统中，所述方法包括：

相机控制器控制CCD针孔相机采集连铸熔池内钢液与铸辊交界区域图像信息，并将所述图像信息通过以太网传输至工控机中；

工控机基于所述图像信息，确定连铸熔池的液位高度；

PLC控制器基于所述液位高度，控制连铸熔池中铸辊的工作参数。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述工控机基于所述图像信息，确定连铸熔池的液位高度，具体包括：

所述工控机根据预设三维坐标转换模型对所述图像信息进行坐标转换后，确定所述图像信息对应的图像液位宽度；

基于所述图像液位宽度以及所述铸辊的属性数据，计算连铸熔池的所述液位高度。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述预设三维坐标转换模型的建立步骤包括：

在连铸熔池冷却状态下，将预定的标定板水平放置于铸辊的对应位置处，并通过所述CCD针孔相机获取包含所述标定板的成对的标定图像；

基于所述标定图像进行双目标定、双目校正、立体匹配和三维重建，生成三维点坐标，提取三维信息，根据得到的相机参数，得到用于转换世界坐标系与图像坐标系的所述预设三维坐标转换模型。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述计算连铸熔池的所述液位高度，具体包括：

基于所述图像液位宽度计算连铸熔池的实际液位宽度；

根据所述实际液位宽度以及所述铸辊的属性数据，计算所述液位高度，其中，所述液位高度其中，R为铸辊的半径，W为所述液位宽度，G为铸辊之间的距离。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述确定连铸熔池的液位高度之前，所述方法还包括：

对所述图像信息进行滤波处理；

将滤波后的图像信息进行二值化处理，转换为二值图像；

对所述二值图像进行边缘检测，提取出连铸熔池液位边缘图像。

9.根据权利要求4至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述铸辊的工作参数包括所述铸辊的辊速。