本發(fā)明涉及激光測厚，具體而言，涉及一種自動測量轉(zhuǎn)爐爐底厚度的方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、轉(zhuǎn)爐煉鋼是現(xiàn)代鋼廠最普遍的煉鋼方法，在我國鋼鐵生產(chǎn)中占據(jù)主導(dǎo)地位。在轉(zhuǎn)爐煉鋼的過程中，鋼水溫度高達1600℃，為了保護轉(zhuǎn)爐，會在轉(zhuǎn)爐內(nèi)部鋪設(shè)厚度1m左右的耐火磚，這一層耐火材料被稱為爐襯。然而，在吹氧冶煉的過程中，高溫鋼水、爐渣等物質(zhì)與爐襯長時間接觸，會對爐襯造成損傷。一旦爐襯厚度低于安全值，就容易發(fā)生穿鋼等安全事故。轉(zhuǎn)爐爐底厚度是評估轉(zhuǎn)爐安全性的重要參數(shù)，通過測量轉(zhuǎn)爐爐底厚度，可以判斷當(dāng)前轉(zhuǎn)爐爐襯的損傷程度，輔助工作人員決定是否需要補爐或者停爐檢修，從而保證煉鋼過程的安全性。

2、現(xiàn)有的爐襯測量方法，主要有測厚儀掃描與測量桿直測。測厚儀掃描主要是把測厚儀推至轉(zhuǎn)爐爐口前3-4m的位置，人工定位后，掃描轉(zhuǎn)爐內(nèi)壁。這種方法可以掃描到爐襯的大部分點位，但掃描時間很長，一般需要接近半小時，會嚴(yán)重影響煉鋼效率，不適合頻繁使用。而且測厚儀價格高昂，大部分中小型鋼廠難以承受。測量桿直測就是在倒出鋼水后，通過人工手持或者推車推著一根有刻度的測量桿，一端搭入爐口，推另一端將測量桿推入轉(zhuǎn)爐內(nèi)直至測量端接觸爐底，然后通過爐前倒渣室觀察清楚測量桿與爐口水平位置后，將測量桿拉出完成爐底深度測量。這種方法測量精度低、人工強度大，距離爐口太近，安全性低。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種自動測量轉(zhuǎn)爐爐底厚度的方法及裝置，用以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的至少一個技術(shù)問題。

2、第一方面，本發(fā)明實施例提供一種自動測量轉(zhuǎn)爐爐底厚度的方法，包括：

3、采集轉(zhuǎn)爐在不同角度下的多張樣本圖像；

4、對所述樣本圖像進行訓(xùn)練得到轉(zhuǎn)爐角度識別模型，并將所述轉(zhuǎn)爐角度識別模型上傳至控制處理模塊；

5、利用攝像模塊采集轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)動時的實時圖像；

6、將所述實時圖像輸入所述轉(zhuǎn)爐角度識別模型，得到轉(zhuǎn)爐角度；

7、判斷所述轉(zhuǎn)爐角度是否等于預(yù)定角度，若否，跳轉(zhuǎn)至采集轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)動時的實時圖像的步驟；若是，判斷所述轉(zhuǎn)爐是否停止不動，若仍在轉(zhuǎn)動，則跳轉(zhuǎn)至采集轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)動時的實時圖像的步驟，若停止不動，利用所述控制處理模塊開啟激光測距模塊，利用激光測距模塊對所述轉(zhuǎn)爐的爐底進行預(yù)定時間的測量，將測量得到的數(shù)據(jù)發(fā)送至所述控制處理模塊，利用所述控制處理模塊進行數(shù)據(jù)處理，得到測量裝置到所述爐底的垂直距離l1；

8、根據(jù)公式d＝h-(l1-l0)，計算得到當(dāng)前爐底厚度；其中，h表示所述轉(zhuǎn)爐的高度，l0表示所述測量裝置到爐口的垂直距離。

9、可選地，對所述樣本圖像進行訓(xùn)練得到轉(zhuǎn)爐角度識別模型，具體為：

10、利用機器學(xué)習(xí)對所述樣本圖像進行訓(xùn)練，得到轉(zhuǎn)爐角度識別模型。

11、可選地，得到轉(zhuǎn)爐角度識別模型后，還包括：

12、對所述轉(zhuǎn)爐角度識別模型進行測試，判斷所述轉(zhuǎn)爐角度識別模型是否合格。

13、可選地，當(dāng)所述轉(zhuǎn)爐角度識別模型識別到的轉(zhuǎn)爐角度與轉(zhuǎn)爐的實際角度之間的差值小于等于2°時，表示所述轉(zhuǎn)爐角度識別模型合格。

14、可選地，當(dāng)所述轉(zhuǎn)爐角度等于預(yù)定角度且轉(zhuǎn)爐停止轉(zhuǎn)動時，還包括：

15、檢測所述測量裝置靠近所述轉(zhuǎn)爐爐口一側(cè)的表面溫度，當(dāng)所述表面溫度達到工作閾值時，對所述測量裝置進行降溫。

16、可選地，激光測距模塊在預(yù)定時間內(nèi)測量得到m組測量結(jié)果，每組測量結(jié)果包含多個數(shù)據(jù)；利用所述控制處理模塊進行數(shù)據(jù)處理，具體為：

17、將所述m組測量結(jié)果傳輸至控制處理模塊，所述控制處理模塊分別對每組測量結(jié)果內(nèi)的多個數(shù)據(jù)取平均，得到m個平均值r1、r2、…、rm；

18、對m個平均值r1、r2、…、rm進行分析，得到測量裝置到所述爐底的垂直距離l1。

19、可選地，當(dāng)所述轉(zhuǎn)爐角度等于預(yù)定角度且轉(zhuǎn)爐停止轉(zhuǎn)動時，還包括：

20、利用所述控制處理模塊向計算機發(fā)送控制信號，控制計算機顯示“正在測量”；

21、計算得到當(dāng)前爐底厚度后，還包括：

22、利用所述控制處理模塊將所述爐底厚度發(fā)送至計算機，使計算機顯示“測量結(jié)束”，同時顯示所述爐底厚度。

23、另一方面，本發(fā)明還提供一種自動測量轉(zhuǎn)爐爐底厚度的裝置，包括：攝像模塊、激光測距模塊、控制處理模塊以及計算機；

24、所述攝像模塊用于采集轉(zhuǎn)爐在不同角度下的多張樣本圖像；

25、所述計算機用于對所述樣本圖像進行訓(xùn)練得到轉(zhuǎn)爐角度識別模型，并將所述轉(zhuǎn)爐角度識別模型上傳至控制處理模塊；

26、所述攝像模塊還用于采集轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)動時的實時圖像；

27、所述控制處理模塊用于將所述實時圖像輸入所述轉(zhuǎn)爐角度識別模型，得到轉(zhuǎn)爐角度；

28、所述控制處理模塊還用于判斷所述轉(zhuǎn)爐角度是否等于預(yù)定角度，若否，跳轉(zhuǎn)至采集轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)動時的實時圖像的步驟；若是，判斷所述轉(zhuǎn)爐是否停止不動，若仍在轉(zhuǎn)動，跳轉(zhuǎn)至采集轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)動時的實時圖像的步驟，若停止不動，利用所述控制處理模塊開啟激光測距模塊，利用激光測距模塊對所述轉(zhuǎn)爐的爐底進行預(yù)定時間的測量，將測量得到的數(shù)據(jù)發(fā)送至所述控制處理模塊，利用所述控制處理模塊進行數(shù)據(jù)處理，得到測量裝置到所述爐底的垂直距離l1；

29、所述控制處理模塊還用于根據(jù)公式d＝h-(l1-l0)，計算得到當(dāng)前爐底厚度；其中，h表示所述轉(zhuǎn)爐的高度，l0表示所述激光測距模塊到爐口的垂直距離。

30、可選地，還包括：

31、測試模塊，用于對所述轉(zhuǎn)爐角度識別模型進行測試，判斷所述轉(zhuǎn)爐角度識別模型是否合格。

32、可選地，還包括冷卻模塊，當(dāng)所述測量裝置靠近所述轉(zhuǎn)爐爐口一側(cè)的表面溫度達到工作閾值時，利用所述冷卻模塊對所述測量裝置進行降溫。

33、本發(fā)明實施例的創(chuàng)新點包括：

34、1、本實施例中，通過采集鋼廠的樣本圖像，訓(xùn)練得到轉(zhuǎn)爐角度識別模型，利用轉(zhuǎn)爐角度識別模型可以自動識別轉(zhuǎn)爐角度，在轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)至預(yù)定角度后自動開始測量，快速完成爐底中心厚度的測量，因此，在兩次煉鋼的間隙即可完成對爐底厚度的測量，是本發(fā)明實施例的創(chuàng)新點之一。

35、2、本實施例中，測量精度在厘米級內(nèi)，相比于現(xiàn)有測量方法，大幅度提高了測量精度，而且無需人工手動測量，不僅避免了距離爐口太近不安全的問題，而且能夠有效降低人工成本，是本發(fā)明實施例的創(chuàng)新點之一。

技術(shù)特征：

1.一種自動測量轉(zhuǎn)爐爐底厚度的方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動測量轉(zhuǎn)爐爐底厚度的方法，其特征在于，對所述樣本圖像進行訓(xùn)練得到轉(zhuǎn)爐角度識別模型，具體為：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動測量轉(zhuǎn)爐爐底厚度的方法，其特征在于，得到轉(zhuǎn)爐角度識別模型后，還包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動測量轉(zhuǎn)爐爐底厚度的方法，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動測量轉(zhuǎn)爐爐底厚度的方法，其特征在于，當(dāng)所述轉(zhuǎn)爐角度等于預(yù)定角度且轉(zhuǎn)爐停止轉(zhuǎn)動時，還包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動測量轉(zhuǎn)爐爐底厚度的方法，其特征在于，激光測距模塊在預(yù)定時間內(nèi)測量得到m組測量結(jié)果，每組測量結(jié)果包含多個數(shù)據(jù)；利用所述控制處理模塊進行數(shù)據(jù)處理，具體為：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動測量轉(zhuǎn)爐爐底厚度的方法，其特征在于，

8.一種自動測量轉(zhuǎn)爐爐底厚度的裝置，其特征在于，包括：攝像模塊、激光測距模塊、控制處理模塊以及計算機；

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的自動測量轉(zhuǎn)爐爐底厚度的裝置，其特征在于，還包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的自動測量轉(zhuǎn)爐爐底厚度的裝置，其特征在于，還包括冷卻模塊，當(dāng)所述測量裝置靠近所述轉(zhuǎn)爐爐口一側(cè)的表面溫度達到工作閾值時，利用所述冷卻模塊對所述測量裝置進行降溫。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種自動測量轉(zhuǎn)爐爐底厚度的方法及裝置，涉及激光測量技術(shù)領(lǐng)域，包括：訓(xùn)練得到轉(zhuǎn)爐角度識別模型；采集實時圖像并輸入轉(zhuǎn)爐角度識別模型；當(dāng)轉(zhuǎn)爐角度等于預(yù)定角度且停止不動時，利用激光測距模塊對轉(zhuǎn)爐的爐底進行預(yù)定時間的測量，將測量得到的數(shù)據(jù)發(fā)送至控制處理模塊，利用控制處理模塊進行數(shù)據(jù)處理，得到測量裝置到爐底的垂直距離L<subgt;1</subgt;；根據(jù)公式D＝H?(L<subgt;1</subgt;?L<subgt;0</subgt;)，計算得到當(dāng)前爐底厚度；其中，H表示轉(zhuǎn)爐的高度，L<subgt;0</subgt;表示測量裝置到爐口的垂直距離。本發(fā)明利用轉(zhuǎn)爐角度識別模型可以自動識別轉(zhuǎn)爐角度，在轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)至預(yù)定角度后自動開始測量，快速完成爐底中心厚度的測量，因此，在兩次煉鋼的間隙即可完成對爐底厚度的測量。

技術(shù)研發(fā)人員：李向東,郝挺,韓乾瑋
受保護的技術(shù)使用者：北京光函數(shù)科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15