一种渣厚检测及加渣预测方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种渣厚检测及加渣预测方法和系统，所述方法包括：获取结晶器保护渣层表面上各渣点的实时测量数据，以及相应的实时辅助数据;利用所述各渣点的实时测量数据及所述辅助数据计算保护渣层表面上各渣点对应的实时渣厚值；以预先设定的渣厚值为参考，依据保护渣层表面上各渣点对应的实时渣厚值的变化情况，预测保护渣层表面上需要加渣的位置及加渣时间。可见本发明无需对保护渣层的渣厚值进行人工测量，克服了现有技术存在的人工工作量大、测量误差大、不能实现实时在线测量等缺点，为加渣操作提供了高效可靠的指导作用。
【专利说明】一种渣厚检测及加渣预测方法和系统
【技术领域】
[0001]本发明属于转炉炼钢【技术领域】，尤其涉及一种渣厚检测及加渣预测方法和系统。
【背景技术】
[0002]结晶器保护渣不仅使连铸现场高拉速成功实现，更能提高铸坯的质量，减少漏钢的发生。在连铸过程中严格控制结晶器内保护渣的厚度，使保护渣均匀加在钢水液面上对改善铸坯质量具有极其重要的意义。
[0003]目前，一般基于人工测量的方式对转炉炼钢连铸现场板坯结晶器内的保护渣厚度进行测量，后续在人工测量渣厚的基础上，对加渣情况进行预测，然而，人工测量方式存在人工工作量大、测量误差大、不能实现实时在线测量等缺点，进而不能为加渣操作提供高效可靠的指导作用。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种渣厚检测及加渣预测方法和系统，以克服现有技术存在的人工工作量大、测量误差大、不能实现实时在线测量，进而不能为加渣操作提供高效可靠的指导作用的缺点。
[0005]为此，本发明公开如下技术方案:
[0006]一种渣厚检测及加渣预测方法，包括:
[0007]获取结晶器保护渣层表面上各渣点的实时测量数据，以及相应的实时辅助数据；
[0008]利用所述各渣点的实时测量数据及所述实时辅助数据计算保护渣层表面上各渣点对应的实时渣厚值；
[0009]以预先设定的渣厚值为参考，依据保护渣层表面上各渣点对应的实时渣厚值的变化情况，预测保护渣层表面上需要加渣的位置及加渣时间。
[0010]上述方法，优选的，所述获取结晶器保护渣层表面上各渣点的实时测量数据，以及相应的实时辅助数据，包括:
[0011]获取激光测距仪测得的其距离保护渣层表面上各预设测量点的实时距离L ;同时在激光测距仪对各预设测量点进行测距时，获取电动旋转台的相应旋转角度Θ，所述激光测距仪安装在所述电动旋转台上，所述旋转角度即为激光测距仪发出的激光偏离竖直方向的角度；
[0012]获取电磁液面计测得的其底部距离钢水液面的垂直距离D，获取激光测距仪距电磁液面计底部的垂直距离X，并获取各个预设测量点的二维坐标，其中，电磁液面计安装在结晶器内侧中心位置，其上沿与结晶器上表面齐平。
[0013]上述方法，优选的，所述利用所述各渣点的实时测量数据及所述实时辅助数据计算保护渣层表面上各渣点对应的实时渣厚值d，包括:
[0014]利用获取的保护渣层上各测量点的实时测量数据及相应的实时辅助数据，并基于公式d = D-(LXcos θ -X)计算各测量点的实时渣厚值。
[0015]上述方法，优选的，以预先设定的渣厚值为参考，依据保护渣层表面上各渣点对应的实时渣厚值的变化情况，预测保护渣层表面上需要加渣的位置及加渣时间，包括:
[0016]依据保护渣层上各预设测量点的实时二维坐标及对应的实时渣厚值，利用三维重建算法建立保护渣层的三维实时动态模型；
[0017]利用所述三维实时动态模型所反映的各预设测量点的渣厚值变化情况，计算各预设测量点所对应的保护渣熔化速率；
[0018]基于所述三维实时动态模型对保护渣层上各预设测量点的渣厚进行实时监控，并以预先设定的渣厚值为参考，依据各预设测量点所对应的保护渣熔化速率，预测保护渣层表面上需要加渣的位置及加渣时间。
[0019]上述方法，优选的，还包括:
[0020]将各预设测量点的渣厚值和预测结果实时反馈至机械手自动加渣系统，使所述机械手自动加渣系统在预测结果的指导下进行加渣操作。
[0021]一种渣厚检测及加渣预测系统，包括获取模块、计算模块和预测模块，其中:
[0022]所述获取模块，用于获取结晶器保护渣层表面上各渣点的实时测量数据，以及相应的实时辅助数据；
[0023]所述计算模块，用于利用所述各渣点的实时测量数据及所述实时辅助数据计算保护渣层表面上各渣点对应的实时渣厚值；
[0024]所述预测模块，用于以预先设定的渣厚值为参考，依据保护渣层表面上各渣点对应的实时渣厚值的变化情况，预测保护渣层表面上需要加渣的位置及加渣时间。
[0025]上述系统，优选的，所述获取模块包括:
[0026]第一获取单元，用于获取激光测距仪测得的其距离保护渣层表面上各预设测量点的实时距离L ;同时在激光测距仪对各预设测量点进行测距时，获取电动旋转台的相应旋转角度Θ，所述激光测距仪安装在所述电动旋转台上，所述旋转角度即为激光测距仪发出的激光偏离竖直方向的角度；
[0027]第二获取单元，用于获取电磁液面计测得的其底部距离钢水液面的垂直距离D，获取激光测距仪距电磁液面计底部的垂直距离X，并获取各个预设测量点的实时二维坐标，其中，电磁液面计安装在结晶器内侧中心位置，其上沿与结晶器上表面齐平。
[0028]上述系统，优选的，所述计算模块包括:
[0029]计算单元，用于利用获取的保护渣层上各测量点的实时测量数据及相应的实时辅助数据，并基于公式d = D-(LXcos θ -X)计算各测量点的实时渣厚值。
[0030]上述系统，优选的，所述预测模块包括:
[0031]模型建立单元，用于依据保护渣层上各预设测量点的二维坐标及对应的实时渣厚值，利用三维重建算法建立保护渣层的三维实时动态模型；
[0032]熔速计算单元，用于利用所述三维实时动态模型所反映的各预设测量点的渣厚值变化情况，计算各预设测量点所对应的保护渣熔化速率；
[0033]结果预测单元，用于基于所述三维实时动态模型对保护渣层上各预设测量点的渣厚值进行实时监控，并以预先设定的渣厚值为参考，依据各预设测量点所对应的保护渣熔化速率，预测保护渣层表面上需要加渣的位置及加渣时间。
[0034]上述系统，优选的，还包括:
[0035]反馈模块，用于将各预设测量点的渣厚值和预测结果实时反馈至机械手自动加渣系统，使所述机械手自动加渣系统在预测结果的指导下进行加渣操作。
[0036]由以上方案可知，本发明公开的渣厚检测及加渣预测方法和系统包括:获取结晶器保护渣层表面上各渣点的实时测量数据，以及相应的实时辅助数据；利用所述各渣点的实时测量数据及所述辅助数据计算保护渣层表面上各渣点对应的实时渣厚值；以预先设定的渣厚值为参考，依据保护渣层表面上各渣点对应的实时渣厚值的变化情况，预测护渣层表面上需要加渣的位置及加渣时间。无需对保护渣层的渣厚值进行人工测量，从而本发明克服了现有技术存在的人工工作量大、测量误差大、不能够实现实时在线测量等缺点，为加渣操作提供了高效可靠的指导作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0037]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0038]图1是本发明实施例一公开的渣厚检测及加渣预测方法的一种流程图；
[0039]图2是本发明实施例一公开的检测系统的现场安装示意图；
[0040]图3是本发明实施例一公开的预设测量点的选取示意图；
[0041]图4是本发明实施例一公开的渣厚值计算立体示意图；
[0042]图5是本发明实施例二公开的渣厚检测及加渣预测方法的另一种流程图；
[0043]图6是本发明实施例三公开的渣厚检测及加渣预测系统的一种结构示意图；
[0044]图7是本发明实施例三公开的渣厚检测及加渣预测系统的另一种结构示意图。
【具体实施方式】
[0045]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0046]实施例一
[0047]本发明实施例一公开一种渣厚检测及加渣预测方法，参考图1，所述方法可以包括以下步骤:
[0048]SlOl:获取结晶器保护渣层表面上各渣点的实时测量数据，以及相应的实时辅助数据。
[0049]其中，该步骤SlOl包括:
[0050]获取激光测距仪测得的其距离保护渣层表面上各预设测量点的实时距离L ;同时在激光测距仪对各预设测量点进行测距时，获取电动旋转台的相应旋转角度Θ，所述激光测距仪安装在所述电动旋转台上，所述旋转角度即为激光测距仪发出的激光偏离竖直方向的角度，即该步骤进行各渣点实时测量数据的获取；
[0051]获取电磁液面计测得的其底部距离钢水液面的垂直距离D，获取激光测距仪距电磁液面计底部的垂直距离X，并获取各个预设测量点的二维坐标，其中，电磁液面计安装在结晶器内侧中心位置，其上沿与结晶器上表面齐平，该步骤进行实时辅助数据的获取。
[0052]S102:利用所述各渣点的实时测量数据及所述实时辅助数据计算保护渣层表面上各渣点对应的实时渣厚值。
[0053]本步骤S102具体利用获取的保护渣层上各测量点的实时测量数据及相应的实时辅助数据，基于公式d = D-(LXcos θ -X)计算各测量点的实时渣厚值。
[0054]S103:以预先设定的渣厚值为参考，依据保护渣层表面上各渣点对应的实时渣厚值的变化情况，预测保护渣层表面上需要加渣的位置及加渣时间。
[0055]本步骤S103具体包括:
[0056]依据保护渣层上各预设测量点的二维坐标及对应的实时渣厚值，利用三维重建算法建立保护渣层的三维实时动态模型；
[0057]利用所述三维实时动态模型所反映的各预设测量点的渣厚值变化情况，计算各预设测量点所对应的保护渣熔化速率；
[0058]基于所述三维实时动态模型对保护渣层上各预设测量点的渣厚值进行实时监控，并以预先设定的渣厚值为参考，依据各预设测量点所对应的保护渣熔化速率，预测护渣层表面上需要加渣的位置及加渣时间。
[0059]具体地，本实施例以软件程序的形式实现本发明方法的处理逻辑，且前端辅以相应的控制装置、检测装置实现各种所需数据的自动测量、采集。以下通过对控制装置、检测装置以及处理软件的数据获取、处理过程进行描述来对本发明方法进行详细说明，其中，所采用的处理软件具体安装在上位机中。
[0060]首先，对采用的检测装置、控制装置进行介绍。
[0061]其中，所采用的检测装置包括测量调整装置和激光测量装置，测量调整装置包括用于进行平移定位的电动滑台以及用于进行旋转定位的电控旋转台。电动旋转台安装在电动滑台上，两者相互配合可实现测量点的二维定位，电动滑台采用步进电机进行驱动，电控旋转台采用伺服电机进行驱动；激光测量装置具体采用具有高精度的激光测距仪，激光测距仪安装在电控旋转台上，其可通过测量调整装置的二维定位，实现保护渣层实时数据的多点多位置的测量。
[0062]其中，本实施例中，激光测距仪具体采用高温型激光测距仪，高温型激光测距仪能对高温的黑色保护渣进行实时在线、精确的测量，且不受现场粉尘、高温和火焰的影响。高温型激光测距仪可在测量调整装置的定位配合下实现对整个保护渣层进行扫描式测量。
[0063]检测装置还包括电磁液面计，电磁液面计用于测量其底部到钢水液面的距离。
[0064]检测装置采用防尘冷却设计对其包括的各个器件进行保护，其中，激光测距仪、电动滑台和电控旋转台分别安装有一个独立的防尘冷却保护罩。激光测距仪的防尘冷却通过压缩空气实现，激光测距仪防尘冷却保护罩开有一个进气口和出气口。电控旋转台防尘冷却罩开有一个进气口，出气口为台面与保护罩之间的缝隙，利用保护罩内气压比外面大的原理防止粉尘进入，利用压缩空气在保护罩内的流通对相应设备进行冷却。为了保证整套设备在现场安全正常运行，电控旋转台和激光测距仪的外面加入了防撞保护设计，即在电控旋转台和激光测距仪外面加了一个防撞保护罩，既可防止钢水喷溅对设备造成损坏，又可防止其他物体的撞击。
[0065]控制装置米用PLC(Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)对检测装置的检测过程进行全自动控制，包括伺服电机和步进电机的定位速度、方向、回零模式的设定，现场设备的启停控制、信号的采集、控制逻辑的安全联锁等。
[0066]安装时，要求电磁液面计安装在结晶器内侧中心位置，其上沿与结晶器上表面齐平，且如图3所示，要求激光测距仪的零点距电磁液面计底部的垂直距离为一固定值X，将电控旋转台安装在电动滑台上，将激光测距仪安装在电控旋转台上，并规定电动滑台的运动路径，使电动滑台通过沿图3中的X轴进行滑动实现平移定位，测量开始前，电动滑台停在原位，电控旋转台停在所标定的零刻度位置(即激光测距仪与地面垂直时，电控旋转台所对应的刻度)。
[0067]同时，在保护渣层上预先设定一系列的测量点，如图2所示，本实施例中，具体在X轴上为电动滑台均匀设定m个定位位置，在Y轴上为电控旋转台均匀设定η个定位位置，SP在保护渣层上均匀设定mXn个测量点，后续在测量过程中，激光测距仪可通过电动滑台及电控旋转台的二维定位将其发出的激光打在测量点上，实现所需数据的测量。
[0068]为了保证最终预测的例如加渣位置、加渣时间等预测结果具有较高的精度，可尽量设定较为密集的测量点，即尽量使m、η的数值较大，以实现对保护渣层进行较为全面的扫描式覆盖测量，其中，设定的测量点的密集程度越高，最终的预测结果的精度越高。
[0069]当需要对渣厚进行实时检测时，在上位机的指示下，控制装置控制检测装置对相应数据进行实时检测。
[0070]测量前，系统处于零点位置，即电控旋转台位于所标定的零刻度位置，电动滑台处于零点位置。首先，启动检测装置，控制电动滑台定位至图2中的A点，此时给伺服电机一个脉冲，使电控旋转台旋转一个角度，使得激光测距仪的激光打到结晶器上的电磁液面计上，此时记录下激光测距仪的值Ltl和旋转台所旋转的角度值Θ ^，测完以后，给伺服电机一个反向的相等脉冲，使电控旋转台返回至所标定的零刻度位置，至此，在A点的测量完毕。
[0071]接下来，给步进电机一个脉冲，使电动滑台定位至图3中的B点，同时给伺服电机一个脉冲，使电控旋转台旋转角度Θ i，此时激光测距仪的激光打在测量点B1处，控制装置记录B1的二维坐标，激光测距仪进行激光测距，采集光源点(以激光测距仪自身作为光源)与测量点B1间的距离L1，上位机通过PLC模拟量输入模块(模数转换)获取激光测距仪测量的距离数据L1，同时获取电控旋转台的旋转角度Θ i与记录的二维坐标，至此在B1点的测量结束；
[0072]接下来，控制电控旋转台继续旋转角度θ2，使激光测距仪的激光打在测量点B2处，上位机获取激光测距仪测量的距离数据L2,同时获取电控旋转台的旋转角度(θ 1+ Θ 2)以及B2的二维坐标，则在B2点的测量结束；之后，继续控制电控旋转台旋转角度Θ 3……，如此反复，直至将定位位置B处对应的η个测量点BpB2……Bn均测量完毕，此时，给伺服电机一个反向脉冲，使电控旋转台回到所标定的零刻度位置；
[0073]在将B点对应的η个测量点测量完毕后，控制装置给步进电机一个脉冲，使电动滑台定位至C点，以对定位位置C对应的η个测量点Cp C2……Cn进行测量。之后按照以上方式依次测量下去，直至将电动滑台在m个定位位置所对应的mX η个测量点全部测量完毕时，电控旋转台回到所标定的零刻度位置，电动滑台回到零点位置，此时系统回零，即完成保护渣层的一次扫描测量。
[0074]测量装置在控制装置的控制下，对保护渣层重复以上的扫描测量过程，实现对保护渣层的数据进行实时测量。
[0075]与此同时，参考图4，电磁液面计实时监控钢水液面，测量其底部至钢水液面的实时的垂直距离D，其中，上位机通过工业以太网直接从钢厂PLC控制系统中读取电磁液面计测量的钢水液位数值。
[0076]在此基础上，上位机利用mXn个测量点相应的实时数据:激光测距仪测量的距离数据L、电控旋转台的旋转角度Θ、激光测距仪距电磁液面计底部的垂直距离X以及电磁液面计底部至钢水液面的实时垂直距离D，并基于公式d = D-(LX cos θ -X)计算各个测量点的实时渣厚值d，式中，X = L0Xcoseoo其中，上位机可通过实时读取控制装置上传至数据库中的测量数据，实现对所需测量数据的实时获取。
[0077]上位机在计算出各测量点实时渣厚值的基础上，依据各测量点的二维坐标以及相应的渣厚值(将渣厚值作为Z轴数值)，采用三维重建算法建立保护渣层的三维实时动态模型，并将其显示在上位机的监控界面中；同时基于建立的三维实时动态模型实时监控各预设测量点的渣厚值变化情况，绘制并显示各测量点的渣厚曲线，通过渣厚曲线所反映出的渣厚值变化情况，计算保护渣层各测量点的熔渣速率(保护渣融化速率)；最终，以预先设定的渣厚值为参考，结合各测量点的熔渣速率，预测保护渣层表面上需要加渣的位置及加渣时间。
[0078]其中，具体应用本发明时，可根据现场浇注断面的大小进行PLC程序的联锁控制，控制装置可根据上位机设定的现场浇注断面大小自动选择、配置预先集成的各项参数，例如配置测量间隔时间、电动滑台的定位参数、电控旋转台扫描角度范围以及步距角等，进而依据配置的各项参数实现保护渣层测量的全自动循环检测。
[0079]当检测系统中某一装置出现故障时，如伺服电机驱动器出现故障时，在操作面板上进行报警指示灯提示，同时在上位机监控界面进行报警提示；系统在测量过程中，保护渣层某个被测点的渣厚值过高或者过低，操作面板也可进行相应的报警提示，同时在上位机监控界面中进行相应的报警提示，给出被测点的坐标信息，保证整个保护渣层的厚度始终控制在工艺需求范围内。
[0080]由以上方案可知，本发明公开的保护渣厚度检测方法包括:获取结晶器保护渣层表面上各渣点的实时测量数据，以及相应的实时辅助数据；利用所述各渣点的实时测量数据及所述辅助数据计算保护渣层表面上各渣点对应的实时渣厚值；以预先设定的渣厚值为参考，依据保护渣层表面上各渣点对应的实时渣厚值的变化情况，预测护渣层表面上需要加渣的位置及加渣时间。无需对保护渣层的渣厚值进行人工测量，从而本发明克服了现有技术存在的人工工作量大、测量误差大及不能实现实时在线测量等缺点，为加渣操作提供了高效可靠的指导作用。
[0081]实施例二
[0082]参考图5，本实施例中，所述方法还包括以下步骤:
[0083]S104:将各预设测量点的渣厚值和预测结果实时反馈至机械手自动加渣系统，使所述机械手自动加渣系统在预测结果的指导下进行加渣操作。
[0084]现有技术以人工测量的渣厚数据为参考进行加渣操作，无法实现实时的在线测量，同时无法实现渣厚测量、加渣预测至实施加渣的闭环控制，导致不能对转炉炼钢连铸现场结晶器内部的保护渣层厚度进行有效控制，影响了铸坯质量。
[0085]与此相对，本实施例二可在实现了渣厚全自动实时检测的基础上，通过将在线的渣厚信息、预测结果中的加渣位置、加渣时间等信息实时反馈至机械手自动加渣系统，实现了渣厚预测到实施加渣的闭环控制，为均匀加渣提供了保障，进而提高了铸坯质量。
[0086]实施例三
[0087]本实施例三公开一种渣厚检测及加渣预测系统，所述系统与实施例一和实施例二公开的保护渣厚度检测方法相对应。
[0088]首先，相应于实施例一，参考图6，所述系统包括获取模块100、计算模块200和预测模块300。
[0089]获取模块100，用于获取结晶器保护渣层表面上各渣点的实时测量数据，以及相应的实时辅助数据。
[0090]其中，获取模块100包括第一获取单元和第二获取单元。
[0091]第一获取单元，用于获取激光测距仪测得的其距离保护渣层表面上各预设测量点的实时距离L ;同时在激光测距仪对各预设测量点进行测距时，获取电动旋转台的相应旋转角度Θ，所述激光测距仪安装在所述电动旋转台上，所述旋转角度即为激光测距仪发出的激光偏离竖直方向的角度；
[0092]第二获取单元，用于获取电磁液面计测得的其底部距离钢水液面的垂直距离D，获取激光测距仪距电磁液面计底部的垂直距离X，并获取各个预设测量点的实时二维坐标，其中，电磁液面计安装在结晶器内侧中心位置，其上沿与结晶器上表面齐平。
[0093]计算模块200，用于利用所述各渣点的实时测量数据及所述实时辅助数据计算保护渣层表面上各渣点对应的实时渣厚值。
[0094]其中，获取模块200包括获取单元，该单元用于利用获取的保护渣层上各测量点的实时测量数据及相应的实时辅助数据，并基于公式d = D-(LX cos θ -X)计算各测量点的实时渣厚值。
[0095]预测模块300，用于以预先设定的渣厚值为参考，依据保护渣层表面上各渣点对应的实时渣厚值的变化情况，预测保护渣层表面上需要加渣的位置及加渣时间。
[0096]其中，预测模块300包括模型建立单元、熔速计算单元和结果预测单元。
[0097]模型建立单元，用于依据保护渣层上各预设测量点的二维坐标及对应的实时渣厚值，利用三维重建算法建立保护渣层的三维实时动态模型；
[0098]熔速计算单元，用于利用所述三维实时动态模型所反映的各预设测量点的渣厚值变化情况，计算各预设测量点所对应的保护渣熔化速率；
[0099]结果预测单元，用于基于所述三维实时动态模型对保护渣层上各预设测量点的渣厚值进行实时监控，并以预先设定的渣厚值为参考，依据各预设测量点所对应的保护渣熔化速率，预测保护渣层表面上需要加渣的位置及加渣时间。
[0100]相应于实施例二，如图7所示，所述系统还包括反馈模块400，该模块用于将各预设测量点的渣厚值和预测结果实时反馈至机械手自动加渣系统，使所述机械手自动加渣系统在预测结果的指导下进行加渣操作。
[0101]对于本发明实施例三公开的渣厚检测及加渣预测系统而言，由于其与实施例一和实施例二公开的渣厚检测及加渣预测方法相对应，所以描述的比较简单，相关相似之处请参见实施例一和实施例二中渣厚检测及加渣预测方法部分的说明即可，此处不再详述。
[0102]综上所述，本发明实现了保护渣厚度的实时在线监测，并通过将实时在线的渣厚信息反馈给相应的机械手自动加渣系统，实现了渣厚预测到实施加渣的闭环控制，为均匀加渣提供了保障，提高了铸坯质量。
[0103]需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
[0104]通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如R0M/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0105]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种渣厚检测及加渣预测方法，其特征在于，包括: 获取结晶器保护渣层表面上各渣点的实时测量数据，以及相应的实时辅助数据； 利用所述各渣点的实时测量数据及所述实时辅助数据计算保护渣层表面上各渣点对应的实时渣厚值； 以预先设定的渣厚值为参考，依据保护渣层表面上各渣点对应的实时渣厚值的变化情况，预测保护渣层表面上需要加渣的位置及加渣时间。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取结晶器保护渣层表面上各渣点的实时测量数据，以及相应的实时辅助数据，包括: 获取激光测距仪测得的其距离保护渣层表面上各预设测量点的实时距离L ;同时在激光测距仪对各预设测量点进行测距时，获取电动旋转台的相应旋转角度Θ，所述激光测距仪安装在所述电动旋转台上，所述旋转角度即为激光测距仪发出的激光偏离竖直方向的角度； 获取电磁液面计测得的其底部距离钢水液面的垂直距离D，获取激光测距仪距电磁液面计底部的垂直距离X，并获取各个预设测量点的二维坐标，其中，电磁液面计安装在结晶器内侧中心位置，其上沿与结晶器上表面齐平。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用所述各渣点的实时测量数据及所述实时辅助数据计算保护渣层表面上各渣点对应的实时渣厚值山包括: 利用获取的保护渣层上各测量点的实时测量数据及相应的实时辅助数据，基于公式d=D-(LXcos θ -X)计算各测量点的实时渣厚值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，以预先设定的渣厚值为参考，依据保护渣层表面上各渣点对应的实时渣厚值的变化情况，预测保护渣层表面上需要加渣的位置及加渣时间，包括: 依据保护渣层上各预设测量点的二维坐标及对应的实时渣厚值，利用三维重建算法建立保护渣层的三维实时动态模型； 利用所述三维实时动态模型所反映的各预设测量点的渣厚值变化情况，计算各预设测量点所对应的保护洛熔化速率； 基于所述三维实时动态模型对保护渣层上各预设测量点的渣厚值进行实时监控，并以预先设定的渣厚值为参考，依据各预设测量点所对应的保护渣熔化速率，预测保护渣层表面上需要加渣的位置及加渣时间。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，还包括: 将各预设测量点的渣厚值和预测结果实时反馈至机械手自动加渣系统，使所述机械手自动加渣系统在预测结果的指导下进行加渣操作。
6.一种渣厚检测及加渣预测系统，其特征在于，包括获取模块、计算模块和预测模块，其中: 所述获取模块，用于获取结晶器保护渣层表面上各渣点的实时测量数据，以及相应的实时辅助数据； 所述计算模块，用于利用所述各渣点的实时测量数据及所述实时辅助数据计算保护渣层表面上各渣点对应的实时渣厚值； 所述预测模块，用于以预先设定的渣厚值为参考，依据保护渣层表面上各渣点对应的实时渣厚值的变化情况，预测保护渣层表面上需要加渣的位置及加渣时间。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述获取模块包括: 第一获取单元，用于获取激光测距仪测得的其距离保护渣层表面上各预设测量点的实时距离L ;同时在激光测距仪对各预设测量点进行测距时，获取电动旋转台的相应旋转角度Θ，所述激光测距仪安装在所述电动旋转台上，所述旋转角度即为激光测距仪发出的激光偏离竖直方向的角度； 第二获取单元，用于获取电磁液面计测得的其底部距离钢水液面的垂直距离D，获取激光测距仪距电磁液面计底部的垂直距离X，并获取各个预设测量点的二维坐标，其中，电磁液面计安装在结晶器内侧中心位置，其上沿与结晶器上表面齐平。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述计算模块包括: 计算单元，用于利用获取的保护渣层上各测量点的实时测量数据及相应的实时辅助数据，并基于公式d = D-(LXcos θ -X)计算各测量点的实时渣厚值。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述预测模块包括: 模型建立单元，用于依据保护渣层上各预设测量点的实时二维坐标及对应的实时渣厚值，利用三维重建算法建立保护渣层的三维实时动态模型； 熔速计算单元，用于利用所述三维实时动态模型所反映的各预设测量点的渣厚值变化情况，计算各预设测量点所对应的保护渣熔化速率； 结果预测单元，用于基于所述三维实时动态模型对保护渣层上各预设测量点的渣厚值进行实时监控，并以预先设定的渣厚值为参考，依据各预设测量点所对应的保护渣熔化速率，预测保护渣层表面上需要加渣的位置及加渣时间。
10.根据权利要求6-9任意一项所述的系统，其特征在于，还包括: 反馈模块，用于将各预设测量点的渣厚值和预测结果实时反馈至机械手自动加渣系统，使所述机械手自动加渣系统在预测结果的指导下进行加渣操作。
【文档编号】B22D11/111GK104209480SQ201410512481
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月29日 优先权日:2014年9月29日
【发明者】田陆, 文泽军 申请人:湖南镭目科技有限公司