[发明专利]一种基于红外测温的高炉软十字测温方法

说明书

本发明涉及高炉冶金领域，公开了一种基于红外测温的高炉软十字测温方法。所述方法包括：首先，在高炉上安装十字测温装置和红外测温装置，根据红外图像的像素点和十字测温点的位置映射关系，确定红外图像上的虚拟十字测温点；并根据虚拟十字测温点的温度值和十字测温点的温度值，训练虚拟十字测温点和真实十字测温点的温度关系模型；然后在仅安装了红外测温的高炉上使用该模型来计算出十字测温点的预测温度值。采用该方法，无需安装传统的十字测温装置，将原始红外图像的测温结果转换为十字测温点的温度值，并利用现有的十字测温温度模型执行相应的高炉操作和决策。

技术领域

本发明涉及冶金行业高炉炼铁领域，尤其是涉及一种基于红外测温的高炉软十字测温方法。

背景技术

十字测温装置在无钟布料高炉得到了广泛应用，它能连续准确地测出炉喉径向的煤气流温度分布.由于温度高的地方煤气流旺盛，因而十字测温装置可以有效监测高炉炉顶煤气流的分布状况.十字测温装置位于高炉炉喉位置，并在炉喉圆周面上的四个方向安装四个测温臂，每个测温壁分布有不等的温度传感器(例如热电偶)，共有17—21个测温传感器.这些测温点能够提供实时温度数据，可比较全面地反映煤气流在炉喉圆周方向上的分布。十字测温装置安装在密闭的高炉筒体顶部，运行环境极为恶劣。因此十字测温装置传感器容易损坏，损坏后不能及时进行维护，必须等到大周期的高炉检修才能进行传感器的更换。

非接触式红外热成像测温方法在20世纪90年代发展起来，目前已经广泛应用于高炉炉顶测温，能观察高炉炉内空间温度场分布。由于热成像传感元件红外焦平面阵列不需要与炉内空间目标进行接触，故不会对温度场分布及传感器寿命产生影响。它利用红外热辐射进行测温，具有响应快、传感器寿命长、非消耗性、测量温度高，可实现实时连续测量的优点。

通过红外辐射测温原理可知测温结果与目标物体辐射率有很大关系，通过实测数据发现将红外探测器的辐射率设置为0.97时，红外探测器测量的温度结果远低于十字测温结果，因此操作员不能直接以原始红外图像的测温结果来代替十字测温，并利用现有的十字测温的温度模型执行相应的高炉操作和决策。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的目的是将炉顶红外测温技术与十字测温技术结合，无需安装传统的十字测温装置，将原始红外图像的测温结果转换为设定十字测温点的温度值，并利用现有的十字测温温度模型执行相应的高炉操作和决策。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于红外测温的高炉软十字测温方法，包括以下步骤：

步骤S10，在高炉上同时设置红外测温装置和十字测温装置；根据红外图像的像素点和十字测温点的位置映射关系，确定红外图像上的虚拟十字测温点；并根据虚拟十字测温点的温度值和十字测温点的温度值，训练虚拟十字测温点和真实十字测温点的温度关系模型；

步骤S20，在高炉上仅设置红外测温装置；设定十字测温点的位置，根据红外图像的像素点和十字测温点的位置映射关系，确定红外图像上的虚拟十字测温点；从红外图像提取虚拟十字测温点的温度值，再通过温度关系模型，输出十字测温点的预测温度值。

进一步的，所述步骤S10，包括：

步骤S101：在高炉上同时安装十字测温装置和红外测温装置；

步骤S102：根据十字测温装置在炉内的安装平面，建立高炉的平面坐标系；

步骤S103：根据红外测温装置在炉顶的安装位置，建立透视变换矩阵，将红外图像I1校正为位于高炉平面坐标系的鸟瞰温度图像I2；

步骤S104：根据十字测温装置在炉内的安装位置，在鸟瞰温度图像I2中找到对应的像素点坐标，通过这些像素点坐标，在红外图像I1找到对应的像素点坐标，建立虚拟十字测温点；

步骤S105：读取虚拟十字测温点的温度值，形成第一温度序列；