CN102928093A - 一种基于红外的钢坯表面温度检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明是关于冶金工业领域，旨在提供一种基于红外的钢坯表面温度检测装置。该装置包括红外摄像机、滤波片、视频采集卡和计算机，所述红外摄像机为红外CCD摄像机，所述滤波片安装在其镜头上，红外CCD摄像机还通过信号线连接到安装有视频采集卡的计算机上。本发明在温度场测量出来后将钢坯表面温度的分布状况图直观地显示出来，采用标定的方法对于灰度图以及测温系统测得数据进行修正改进了由于氧化皮等干扰因素造成的红外测温方法不能准确测量钢坯表面温度的缺点，灰度图显示出来后能在标准温度模型的基础上对于测得的温度场进行评估，给出评估结果供操作人员作为轧制工作进行的参考。

Description

一种基于红外的钢坯表面温度检测装置

技术领域

本发明是关于冶金工业领域，特别涉及一种包括镜头、滤波片、红外CCD 摄像机、连接线、视频采集卡、计算机上温度分布运算及显示系统的基于红外的钢坯表面温度检测装置。

背景技术

在冶金钢坯轧制工艺中，钢坯表面温度场的检测和控制对于钢铁在整个轧制过程中保持良好的轧制特性是非常重要的。温度过低会增加轧机的负担造成轧机使用寿命的下降；温度过高会造成资源的浪费以及轧制质量的下降；温度场分布的不合理也会造成轧制质量的下降。

在自然界中，一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布与它的表面温度有着十分密切的关系。红外测温技术通过接受物体的红外辐射能量，并且通过分析其波长得到测试点的温度的。红外测温技术应用极其广泛和成熟，在生产过程、日常生活以及现代医疗中都有着比较广泛的应用。而红外摄像机技术则是在红外测温技术的基础上融合光电成像技术、计算机技术、图像处理技术得到温度场的技术，具有准确、实时、快速等优点。

现有的红外非接触式钢坯表面温度测量技术只提供了钢坯表面温度情况，并没有给出评估报告。钢坯的具体温度分布评估靠经验丰富的技术人员凭借经验分析获得，并且由于氧化皮的影响通常测得的钢坯表面温度要比钢坯实际表面温度要低，不能正确测量钢坯的表面温度。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种能给出钢坯表面温度的分布状况图和表面温度分布评估报告、修正了氧化皮等因素对钢坯表面温度的影响的钢坯表面温度检测装置。为解决上述技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种基于红外的钢坯表面温度检测装置，包括红外摄像机、滤波片、视频采集卡和计算机；所述红外摄像机为红外 CCD 摄像机，所述滤波片安装在其镜头上；红外 CCD 摄像机还通过信号线连接到安装有视频采集卡的计算机上。

作为进一步的改进，所述视频采集卡是视频压缩卡。

作为进一步的改进，所述计算机上安装有温度分布运算及显示系统，该系统包括图像接收模块、图像预处理模块、图像显示模块、图像评估及评估报告打印模块。

作为进一步的改进，所述滤波片是用窄带干涉滤波片。

作为进一步的改进，所述滤波片对应特定波长为1.0μm。

作为进一步的改进，所述红外CCD摄像机是具备手动光圈的CCD摄像机。

作为进一步的改进，所述CCD摄像机的响应波长在0.4～1.1μm之间。

作为进一步的改进，还包括报警装置，报警装置通过信号线与计算机相连。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

在温度场测量出来后将钢坯表面温度的分布状况图直观地显示出来，采用标定的方法对于灰度图以及测温系统测得数据进行修正改进了由于氧化皮等干扰因素造成的红外测温方法不能准确测量钢坯表面温度的缺点，灰度图显示出来后能在标准温度模型的基础上对于测得的温度场进行评估，给出评估结果供操作人员作为轧制工作进行的参考。

附图说明

图1为本发明的系统架构图。

图2为本发明的系统流程图。

图中的附图标记为：1滤波片；2红外 CCD 摄像机；3计算机，4报警装置。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

图1中的基于红外的钢坯表面温度检测装置，包括红外CCD摄像机2、滤波片1、视频采集卡和计算机3；滤波片1安装在红外CCD摄像机2的镜头上；红外 CCD 摄像机2还通过信号线连接到安装有视频采集卡的计算机3上。视频采集卡采用视频压缩卡。

滤波片1采用用窄带干涉滤波片，对应的特定波长为：1.0μm，该滤波片能使特定波长光有非常高的透过率而其它波长光被反射和吸收。

红外CCD摄像机2采用手动光圈，响应波长在0.4～1.1μm之间，且在使用时关闭AGV。

计算机上安装有温度分布运算及显示系统，包括图像接收模块、图像预处理模块、图像显示模块、图像评估及评估报告打印模块。图像接收模块用于接收CCD摄像机拍摄的视频信号；图像预处理模块用于将图像进行噪声去除、奇异点去除、边界识别等操作；图像显示模块用于将CCD摄像机拍摄到的温度分布通过以标定好的温度-灰度对应关系数据以灰度图形式显示在屏幕上，并且事先用热电偶对于温度-灰度对应关系进行标定，通过插值法对灰度进行拟合以减少氧化皮等因素的影响；图像评估及评估报告打印模块用于将图像与已经存贮在计算机3中的标准模型对比，得出钢坯的温度分布评估报告，以供技术人员参考。

报警装置4可对于不符合温度分布的情况或者温度过低过高情况进行报警以最大程度的保护钢材轧制系统。

工作时，在使用CCD红外摄像机2得到钢坯的表面温度分布后上传到计算机3，计算机3经过处理后以灰度图的形式给出钢坯表面温度的分布状况图，并且给出了表面温度分布的评估报告，且在系统计算机3温度系统中考虑氧化皮等影响因素对钢坯表面温度进行了修正，得到较为准确的温度分布图。

本发明并不局限于以上具体使用方式，只是作为本发明的具体实施例，在本发明的启示下，不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本发明相同或相类似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于红外的钢坯表面温度检测装置，包括红外摄像机，其特征在于，所述钢坯表面温度检测装置还包括滤波片、视频采集卡和计算机；所述红外摄像机为红外 CCD 摄像机，所述滤波片安装在其镜头上；红外 CCD 摄像机还通过信号线连接到安装有视频采集卡的计算机上。

2.根据权利要求1所述的钢坯表面温度检测装置，其特征在于，所述视频采集卡是视频压缩卡。

3.根据权利要求1所述的钢坯表面温度检测装置，其特征在于，所述计算机上安装有温度分布运算及显示系统，该系统包括图像接收模块、图像预处理模块、图像显示模块、图像评估及评估报告打印模块。

4.根据权利要求1所述的钢坯表面温度检测装置，其特征在于，所述滤波片是用窄带干涉滤波片。

5.根据权利要求4所述的钢坯表面温度检测装置，其特征在于，所述滤波片对应特定波长为1.0μm。

6.根据权利要求1所述的钢坯表面温度检测装置，其特征在于，所述红外CCD摄像机是具备手动光圈的CCD摄像机。

7.根据权利要求6所述的钢坯表面温度检测装置，其特征在于，所述CCD摄像机的响应波长在0.4～1.1μm之间。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的钢坯表面温度检测装置，其特征在于，还包括报警装置，报警装置通过信号线与计算机相连。

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