專利名稱：一種氬氧精煉鐵合金冶煉終點預測方法
技術領域：
本發明涉及一種氬氧精煉鐵合金冶煉終點預測方法。
背景技術：
終點控制是IS氧精煉(Argon-Oxygen Decarburization, AOD )中低碳鉻鐵合金末期的重要操作，其目的是對爐口的終點碳和鐵水溫度進行控制，使兩者同時達到出鐵的要求。目前，我國AOD法精煉低碳鉻鐵合金普遍采用經驗法，即人工看火法。該方法隨機性強，對冶煉工的操作水平依賴大，終點命中率不穩定，冶煉中經常要回爐吹煉，造成生產成本提高，資源浪費。目前，副槍檢測和質譜儀的引入在提高冶煉自動化水平和終點命中率方面取 得了相當大的進展，但這種方法成本高、投資大，無法在中小型冶煉設備上普及應用。1997年后，國外逐漸出現了以紅外激光穿透爐口爐氣的方法測量爐氣成分，并出現了用于終點控制的光學傳感器。這種方法適合低碳檢測，但由于光學傳感器工作地點離爐口較近，導致儀器壽命受到挑戰。進入21世紀后，國內提出了通過爐口輻射的光強度和圖像信息提取特征值的技術作為判斷終點的依據，但實驗中的預測精度不盡人意。
發明內容
本發明的目的是提供一種氬氧精煉鐵合金冶煉終點預測方法，該方法是一種基于機器視覺的AOD爐終點支持向量機預測方法，由機器視覺系統對冶煉中低碳鉻鐵后期AOD爐爐口火焰特征進行識別和提取,利用支持向量機(Support Vector Machine, SVM)建立終點預報模型，識別冶煉結束與否，最終確定冶煉終點。該方法能夠及時、準確地預報終點。本發明之方法包括以下具體步驟(一)、基于機器視覺的火焰特征提取(I)、圖像采集系統的構成圖像采集系統是由光學圖像傳感器CCD攝像機、圖像采集卡和工控機組成，CCD攝像機的圖像信息通過同軸電纜送至工控機上的圖像采集卡，圖像采集卡將視頻信號轉換成數字信號，送入工控機進行相應的數字處理、圖像顯示和預測分析。CCD攝像機將AOD爐爐口火焰的光信號轉化為電信號，圖像采集卡將CCD攝像機輸出的模擬信號經過采樣、離散后存儲在計算機內，并把每個采樣點的灰度轉換成O 255的灰度級，按順序存入緩沖寄存器，計算機經緩沖寄存器對每個像素進行訪問。(2)、特征選擇終點控制的基本要求是在吹煉結束時，鐵水中的化學成分和溫度同時達到出爐的要求，AOD爐冶煉中低碳鉻鐵后期，由于爐內碳將耗盡，碳氧反應趨于平緩，爐口火焰變化緩慢，顏色發黃變軟；通過火焰有效灰度G1 )、高溫區域灰度G2 )、火焰有效面積G3 )、高溫區域面積()可以對火焰特征做出快速的描述，用[-1，I]描述冶煉終點達到與否。(2-1)火焰有效灰度(U
通過實驗研究確定火焰有效灰度的閾值，像素灰度高于這一閾值的部分視為有效火焰區域。(2-2)高溫區域灰度G2)通過實驗確定高溫區域灰度閾值，像素灰度高于這一閾值的部分視為火焰高溫區域。(2-3)火焰有效面積G3)火焰面積的計算公式為
權利要求
1.一種氬氧精煉鐵合金冶煉終點預測方法，該方法是由機器視覺系統對冶煉中低碳鉻鐵后期AOD爐爐口火焰特征進行識別和提取，利用支持向量機建立終點預報模型，識別冶煉結束與否，最終確定冶煉終點。
2.根據權利要求I所述的一種氬氧精煉鐵合金冶煉終點預測方法，該方法包括以下具體步驟 (一)、基于機器視覺的火焰特征提取 (1)、圖像采集系統的構成 圖像采集系統是由光學圖像傳感器CCD攝像機、圖像采集卡和工控機組成，CCD攝像機的圖像信息通過同軸電纜送至工控機上的圖像采集卡，圖像采集卡將視頻信號轉換成數字信號，送入工控機進行相應的數字處理、圖像顯示和預測分析；(XD攝像機將AOD爐爐口火焰的光信號轉化為電信號，圖像采集卡將CCD攝像機輸出的模擬信號經過采樣、離散后存儲在計算機內，并把每個采樣點的灰度轉換成O 255的灰度級，按順序存入緩沖寄存器，計算機經緩沖寄存器對每個像素進行訪問； (2)、特征選擇 終點控制的基本要求是在吹煉結束時，鐵水中的化學成分和溫度同時達到出爐的要求，AOD爐冶煉中低碳鉻鐵后期，由于爐內碳將耗盡，碳氧反應趨于平緩，爐口火焰變化緩慢，顏色發黃變軟；通過火焰有效灰度G1 )、高溫區域灰度G2)、火焰有效面積G3 )、高溫區域面積(厶)可以對火焰特征做出快速的描述，用[-1，I]描述冶煉終點達到與否；(2-1)火焰有效灰度G1) 通過實驗研究確定火焰有效灰度的閾值，像素灰度高于這一閾值的部分視為有效火焰區域。
(2-2)高溫區域灰度G2) 通過實驗確定高溫區域灰度閾值，像素灰度高于這一閾值的部分視為火焰高溫區域； (2-3 )火焰有效面積(;3 ) 火焰面積的計算公式為
全文摘要
本發明公開了一種氬氧精煉鐵合金冶煉終點預測方法，本發明針對AOD爐冶煉中低碳鉻鐵合金工藝過程終點判別依靠人工看火操作的難題，提出了利用機器視覺技術模擬傳統的人工看火過程進行終點判別的方法；本發明利用灰度級提取AOD爐口火焰特征，采用支持向量機(SVM)算法實現圖像特征的訓練和測試；采用機器視覺技術提取火焰圖像特征并與支持向量機結合的方法能夠有效識別冶煉終點，并具有較好的識別精度。
文檔編號G06K9/62GK102968644SQ201210476579
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月21日 優先權日2012年11月21日
發明者韓順杰, 馬海濤, 尤文, 江虹 申請人:長春工業大學