CN113714496B - 钢包底吹氩故障诊断方法、装置及存储介质 - Google Patents
钢包底吹氩故障诊断方法、装置及存储介质 Download PDFInfo
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Abstract
本说明书实施例公开一种钢包底吹氩故障诊断方法、装置及存储介质，该方法包括：在执行钢包底吹氩的过程中，获取所述钢包的渣面图像，其中，所述渣面图像中包括渣面氩花区域；基于所述渣面图像，确定所述渣面氩花区域对应的目标等效直径；获取钢包底吹氩的当前设定参数、吹氩管路的当前输入压力以及氩气出口的当前输出压力；基于等效直径、设定参数、输入压力、输出压力与吹氩故障之间的预设对应关系，确定与所述目标等效直径、所述当前设定参数、所述当前输入压力以及所述当前输出压力对应的目标吹氩故障。上述方案，实现了对吹氩故障的诊断以及对氩气搅拌效果的评估。
Description
技术领域
本说明书实施例涉及冶金领域，尤其涉及一种钢包底吹氩故障诊断方法、装置及存储介质。
背景技术
钢包底吹氩能够有效均匀钢液成分和温度，去除钢液中的夹杂物，是一种应用广泛的炉外精炼技术。近年来，随着图像处理和计算机技术的发展，机器视觉系统被广泛应用于冶炼生产过程中的核心工艺状态及质量检测。
钢包是钢水承载的核心容器，一般由外壳、包内耐材、加强箍、耳轴、溢渣口、注钢口、透气口、支座、氩气配管构成。其中，透气口是由透气砖与外部氩气配管连通，是底吹氩气进入钢包的通道。从氩气供气管道到钢包氩气配管之间有几十米的氩气金属软管连接，通过卷管器可以随钢包车收放金属软管，且金属软管与钢包氩气配管间采用接头连接。透气砖特性和氩气供气管路特点，决定了钢包底吹氩过程中存在堵塞、漏气、爆吹、欠吹等情况，具体如下：
1、为了防止钢水反向渗透，透气砖一般采用环形狭缝式结构，由于钢水冲蚀和钢水自重产生的背压，钢水侵蚀狭缝造成透气砖堵塞，进而影响钢包底吹氩搅拌效果；
2、金属软管随钢包车通过卷管器收放，且存在高温飞溅钢渣，容易造成软管破损漏气；
3、氩气供气管道通过金属软管和接头连接钢包氩气配管，一般采用人工操作接头，也有座钟式和平板式接氩，都存在接头漏气情况；
4、由于每个钢包透气性存在差异，且氩气管路存在漏气情况，因此，采用固定的氩气压力流量调控参数，无法适应钢包底吹氩差异性，经常出现欠吹、爆吹等情况，进而影响钢包底吹氩搅拌效果。
现有技术中，钢包底吹氩故障主要依靠人工观察，缺少对氩气搅拌效果评估的有效手段，影响吹氩生产效率。
发明内容
本说明书实施例提供及一种钢包底吹氩故障诊断方法、装置及存储介质。
第一方面，本说明书实施例提供一种钢包底吹氩故障诊断方法，包括：
在执行钢包底吹氩的过程中，获取所述钢包的渣面图像，其中，所述渣面图像中包括渣面氩花区域；
基于所述渣面图像，确定所述渣面氩花区域对应的目标等效直径；
获取钢包底吹氩的当前设定参数、吹氩管路的当前输入压力以及氩气出口的当前输出压力；
基于等效直径、设定参数、输入压力、输出压力与吹氩故障之间的预设对应关系，确定与所述目标等效直径、所述当前设定参数、所述当前输入压力以及所述当前输出压力对应的目标吹氩故障。
可选地，所述基于所述渣面图像，确定所述渣面氩花区域对应的目标等效直径，包括：
对所述渣面图像进行灰度处理，得到灰度处理后的图像；
对所述灰度处理后的图像进行区域分割，并在区域分割结果中筛选出所述渣面氩花区域对应的渣面氩花轮廓；
确定所述渣面氩花轮廓的目标像素面积；
基于所述目标像素面积，确定所述目标等效直径。
可选地，所述渣面图像中还包括所述钢包的罐口区域，所述对所述灰度处理后的图像进行区域分割之后，所述方法还包括：
在所述区域分割结果中筛选出所述罐口区域对应的罐口轮廓；
基于所述罐口轮廓，确定目标圆的像素半径，所述目标圆为覆盖所述罐口轮廓的最小外圆；
所述基于所述目标像素面积，确定所述目标等效直径，包括：
基于所述目标像素面积，确定所述渣面氩花轮廓的等效像素直径；
获取所述钢包的罐口实际半径，并基于所述罐口实际半径、所述像素半径以及所述等效像素直径，确定所述目标等效直径。
可选地，所述预设对应关系为等效直径范围、设定参数范围、压力损失范围与吹氩故障之间的对应关系，所述确定与所述目标等效直径、所述当前设定参数、所述当前输入压力以及所述当前输出压力对应的目标吹氩故障，包括：
基于预设的多个等效直径范围，确定所述目标等效直径所在的目标等效直径范围；
基于预设的多个设定参数范围，确定所述当前设定参数所在的目标设定参数范围；
确定所述当前输入压力与所述当前输出压力之间的目标压力差，基于预设的多个压力损失范围，确定所述目标压力差所在的目标压力损失范围；
基于所述预设对应关系，确定与所述目标等效直径范围、所述目标设定参数范围、所述目标压力损失范围对应的目标吹氩故障。
可选地，所述预设的多个等效直径范围包括第一等效直径范围、第二等效直径范围、第三等效直径范围以及第四等效直径范围，所述第一等效直径范围的最大值小于等于所述第二等效直径范围的最小值，所述第二等效直径范围的最大值小于等于所述第三等效直径范围的最小值，所述第三等效直径范围的最大值小于等于所述第四等效直径范围的最小值；
所述预设的多个设定参数范围包括第一设定参数范围、第二设定参数范围以及第三设定参数范围，所述第一设定参数范围的最大值小于等于所述第二设定参数范围的最小值，所述第二设定参数范围的最大值小于等于所述第三设定参数范围的最小值；
所述预设的多个压力损失范围包括第一压力损失范围、第二压力损失范围以及第三压力损失范围，所述第一压力损失范围的最大值小于等于所述第二压力损失范围的最小值，所述第二压力损失范围的最大值小于等于所述第三压力损失范围的最小值。
可选地，所述基于所述预设对应关系，确定与所述目标等效直径范围、所述目标设定参数范围、所述目标压力损失范围对应的目标吹氩故障，包括：
在所述目标等效直径范围为所述第一等效直径范围、所述目标压力损失范围为所述第三压力损失范围时，基于所述预设对应关系，确定所述目标吹氩故障为堵塞吹氩故障；
在所述目标等效直径范围为所述第一等效直径范围、所述目标压力损失范围为所述第二压力损失范围时，或在所述目标设定参数范围为所述第二设定参数范围、所述目标等效直径为所述第二等效直径范围、所述目标压力损失为所述第二压力损失范围时，或在所述目标设定参数范围为所述第三设定参数范围、所述目标等效直径为所述第二等效直径范围、所述目标压力损失为所述第二压力损失范围时，基于所述预设对应关系，确定所述目标吹氩故障为轻度堵塞吹氩故障；
在所述目标设定参数范围为所述第一设定参数范围、所述目标等效直径为所述第一等效直径范围、所述目标压力损失为所述第一压力损失范围时，基于所述预设对应关系，确定所述目标吹氩故障为欠吹故障；
在所述目标设定参数范围为所述第二设定参数范围、所述目标等效直径为所述第一等效直径范围、所述目标压力损失为所述第一压力损失范围时，或在所述目标设定参数范围为所述第三设定参数范围、所述目标等效直径为所述第二等效直径范围、所述目标压力损失为所述第一压力损失范围时，基于所述预设对应关系，确定所述目标吹氩故障为轻度漏气故障；
在所述目标设定参数范围为所述第三设定参数范围、所述目标等效直径为所述第一等效直径范围、所述目标压力损失为所述第一压力损失范围时，基于所述预设对应关系，确定所述目标吹氩故障为漏气故障；
在所述目标设定参数范围为所述第三设定参数范围、所述目标等效直径为所述第四等效直径范围、所述目标压力损失为所述第一压力损失范围时，基于所述预设对应关系，确定所述目标吹氩故障为爆吹故障。
可选地，所述当前设定参数为当前吹氩流量设定值。
第二方面，本说明说实施例提供一种钢包底吹氩故障诊断装置，包括：
第一获取模块，用于在执行钢包底吹氩的过程中，获取所述钢包的渣面图像，其中，所述渣面图像中包括渣面氩花区域；
等效直径确定模块，用于基于所述渣面图像，确定所述渣面氩花区域对应的目标等效直径；
第二获取模块，用于获取钢包底吹氩的当前设定参数、吹氩管路的当前输入压力以及氩气出口的当前输出压力；
故障确定模块，用于基于等效直径、设定参数、输入压力、输出压力与吹氩故障之间的预设对应关系，确定与所述目标等效直径、所述当前设定参数、所述当前输入压力以及所述当前输出压力对应的目标吹氩故障。
可选地，所述确定等效直径确定模块，用于：
对所述渣面图像进行灰度处理，得到灰度处理后的图像；
对所述灰度处理后的图像进行区域分割，并在区域分割结果中筛选出所述渣面氩花区域对应的渣面氩花轮廓；
确定所述渣面氩花轮廓的目标像素面积；
基于所述目标像素面积，确定所述目标等效直径。
可选地，所述装置还包括：
筛选模块，用于在所述区域分割结果中筛选出所述罐口区域对应的罐口轮廓；
像素半径确定模块，用于基于所述罐口轮廓，确定目标圆的像素半径，所述目标圆为覆盖所述罐口轮廓的最小外圆；
所述确定等效直径确定模块，用于：
基于所述目标像素面积，确定所述渣面氩花轮廓的等效像素直径；
获取所述钢包的罐口实际半径，并基于所述罐口实际半径、所述像素半径以及所述等效像素直径，确定所述目标等效直径。
可选地，所述预设对应关系为等效直径范围、设定参数范围、压力损失范围与吹氩故障之间的对应关系，所述故障确定模块，用于：
基于预设的多个等效直径范围，确定所述目标等效直径所在的目标等效直径范围；
基于预设的多个设定参数范围，确定所述当前设定参数所在的目标设定参数范围；
确定所述当前输入压力与所述当前输出压力之间的目标压力差，基于预设的多个压力损失范围，确定所述目标压力差所在的目标压力损失范围；
基于所述预设对应关系，确定与所述目标等效直径范围、所述目标设定参数范围、所述目标压力损失范围对应的目标吹氩故障。
可选地，所述预设的多个等效直径范围包括第一等效直径范围、第二等效直径范围、第三等效直径范围以及第四等效直径范围，所述第一等效直径范围的最大值小于等于所述第二等效直径范围的最小值，所述第二等效直径范围的最大值小于等于所述第三等效直径范围的最小值，所述第三等效直径范围的最大值小于等于所述第四等效直径范围的最小值；
所述预设的多个设定参数范围包括第一设定参数范围、第二设定参数范围以及第三设定参数范围，所述第一设定参数范围的最大值小于等于所述第二设定参数范围的最小值，所述第二设定参数范围的最大值小于等于所述第三设定参数范围的最小值；
所述预设的多个压力损失范围包括第一压力损失范围、第二压力损失范围以及第三压力损失范围，所述第一压力损失范围的最大值小于等于所述第二压力损失范围的最小值，所述第二压力损失范围的最大值小于等于所述第三压力损失范围的最小值。
可选地，所述故障确定模块，用于：
在所述目标等效直径范围为所述第一等效直径范围、所述目标压力损失范围为所述第三压力损失范围时，基于所述预设对应关系，确定所述目标吹氩故障为堵塞吹氩故障；
在所述目标等效直径范围为所述第一等效直径范围、所述目标压力损失范围为所述第二压力损失范围时，或在所述目标设定参数范围为所述第二设定参数范围、所述目标等效直径为所述第二等效直径范围、所述目标压力损失为所述第二压力损失范围时，或在所述目标设定参数范围为所述第三设定参数范围、所述目标等效直径为所述第二等效直径范围、所述目标压力损失为所述第二压力损失范围时，基于所述预设对应关系，确定所述目标吹氩故障为轻度堵塞吹氩故障；
在所述目标设定参数范围为所述第一设定参数范围、所述目标等效直径为所述第一等效直径范围、所述目标压力损失为所述第一压力损失范围时，基于所述预设对应关系，确定所述目标吹氩故障为欠吹故障；
在所述目标设定参数范围为所述第二设定参数范围、所述目标等效直径为所述第一等效直径范围、所述目标压力损失为所述第一压力损失范围时，或在所述目标设定参数范围为所述第三设定参数范围、所述目标等效直径为所述第二等效直径范围、所述目标压力损失为所述第一压力损失范围时，基于所述预设对应关系，确定所述目标吹氩故障为轻度漏气故障；
在所述目标设定参数范围为所述第三设定参数范围、所述目标等效直径为所述第一等效直径范围、所述目标压力损失为所述第一压力损失范围时，基于所述预设对应关系，确定所述目标吹氩故障为漏气故障；
在所述目标设定参数范围为所述第三设定参数范围、所述目标等效直径为所述第四等效直径范围、所述目标压力损失为所述第一压力损失范围时，基于所述预设对应关系，确定所述目标吹氩故障为爆吹故障。
可选地，所述当前设定参数为当前吹氩流量设定值。
第三方面，本说明书实施例提供一种钢包底吹氩故障诊断装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述任一项所述方法的步骤。
第四方面，本说明书实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。
本说明书实施例有益效果如下：
本说明书实施例提供的钢包底吹氩故障诊断方法，在执行钢包底吹氩的过程中，获取钢包的渣面图像，渣面图像包括渣面氩花区域；基于渣面图像，确定渣面氩花区域对应的目标等效直径；获取钢包底吹氩的当前设定参数、吹氩管路的当前输入压力以及氩气出口的当前输出压力；基于等效直径、设定参数、输入压力、输出压力与吹氩故障之间的预设对应关系，确定与目标等效直径、当前设定参数、当前输入压力以及当前输出压力对应的目标吹氩故障。本方案中，通过对渣面图像进行处理，准确识别出渣面氩花的大小，并进一步基于氩花大小以及当前吹氩过程中检测到的参数信息，确定吹氩操作是否出现异常，有效实现了对吹氩故障的诊断以及对氩气搅拌效果的评估。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本说明书的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本说明书实施例提供的一种钢包底吹氩故障诊断方法的流程图；
图2为本说明书实施例提供的灰度处理后的渣面图像的示意图；
图3为本说明书实施例提供的覆盖罐口轮廓的目标圆的示意图。
图4为本说明书实施例提供的一种钢包底吹氩故障诊断装置的示意图。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本说明书实施例的技术方案做详细的说明，应当理解本说明书实施例以及实施例中的具体特征是对本说明书实施例技术方案的详细的说明，而不是对本说明书技术方案的限定，在不冲突的情况下，本说明书实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
如图1所示，为本说明书实施例提供的一种钢包底吹氩故障诊断方法的流程图，该方法包括以下步骤：
步骤S11：在执行钢包底吹氩的过程中，获取所述钢包的渣面图像，其中，所述渣面图像中包括渣面氩花区域；
步骤S12：基于所述渣面图像，确定所述渣面氩花区域对应的目标等效直径；
步骤S13：获取钢包底吹氩的当前设定参数、吹氩管路的当前输入压力以及氩气出口的当前输出压力；
步骤S14：基于等效直径、设定参数、输入压力、输出压力与吹氩故障之间的预设对应关系，确定与所述目标等效直径、所述当前设定参数、所述当前输入压力以及所述当前输出压力对应的目标吹氩故障。
本说明书实施例提供的钢包底吹氩故障诊断方法，可以应用于钢包底吹氩控制系统中，该系统中包括但不限于钢包、氩气供气装置、图像采集装置以及处理器。其中，图像采集装置安装在钢包上方，图像采集装置的拍摄范围能够覆盖钢包的边沿，即能够拍摄完整的钢包轮廓以及钢包内的渣面图像。处理器可以与图像采集装置以及氩气供气装置通信连接，用于接收图像采集装置发送的渣面图像，以及获取氩气供气装置的当前工作参数，处理器还可以用于执行上述钢包底吹氩故障诊断方法。
步骤S11中，渣面图像由安装在钢包上方的图像采集装置来拍摄，图像采集装置的类型可以根据实际需要进行选择，例如图像采集装置为工业相机。需要说明的是，钢包中装有液态钢水，钢水表面为钢渣。在执行钢包底吹氩过程中，氩气从钢包底部吹入，氩气上浮破渣后裸露出钢水，图像采集装置能够以预设频率对钢包的渣面进行拍摄，得到渣面图像。渣面图像中渣面的钢水裸露区域即为渣面氩花区域。
步骤S12中，对渣面图像进行图像处理，确定渣面氩花区域对应的目标等效直径。在具体实施过程中，可以通过多种方式确定目标等效直径，例如，通过重新绘制覆盖渣面氩花区域的最小圆，将最小圆的直径作为目标等效直径。本说明书实施例中，可以通过以下方式确定目标等效直径：对所述渣面图像进行灰度处理，得到灰度处理后的图像；对所述灰度处理后的图像进行区域分割，并在区域分割结果中筛选出所述渣面氩花区域对应的渣面氩花轮廓；确定所述渣面氩花轮廓的目标像素面积；基于所述目标像素面积，确定所述目标等效直径。
具体来讲，如图2所示，为对渣面图像进行灰度处理后得到的图像，其中，图2中的最大的白色区域为渣面氩花区域。在具体实施过程中，对灰度处理后的图像进行区域分割，具体的图像分割方式可以根据实际需要进行选择，例如，通过阈值分割或语义分割等方法对灰度处理后的图像进行分割。通过对图像进行分割，可以得到多个区域的轮廓，为了确定出渣面氩花区域的渣面氩花轮廓，可以设定渣面氩花区域的面积阈值，或弧长阈值。以设定面积阈值为例，确定每个区域的面积，将面积大于设定面积阈值的区域确定为渣面氩花区域。这样，就可以剔除掉其他的干扰区域，得到准确的渣面氩花区域的渣面氩花轮廓。
进一步的，确定渣面氩花轮廓所对应的目标像素面积，其中，目标像素面积可以通过ContourArea函数来计算，基于目标像素面积，可以确定渣面氩花的等效像素直径。等效像素直径可以通过以下公式计算得到：
其中，DS为渣面氩花的等效像素直径，S为目标像素面积，Pi为圆周率。
本说明书实施例中，可以将渣面氩花的等效像素直径直接作为目标等效直径，也可以对等效像素直径进行进一步处理，以得到目标等效直径。
在具体实施过程中，在确定目标等效直径时，还可以通过以下方式确定：在所述区域分割结果中筛选出所述罐口区域对应的罐口轮廓；基于所述罐口轮廓，确定目标圆的像素半径，所述目标圆为覆盖所述罐口轮廓的最小外圆；基于所述目标像素面积，确定所述渣面氩花轮廓的等效像素直径；获取所述钢包的罐口实际半径，并基于所述罐口实际半径、所述像素半径以及所述等效像素直径，确定所述目标等效直径。
具体来讲，在区域分割结果中筛选出罐口轮廓，即钢包罐口的最外沿，由于图像采集装置在拍摄图像时有可能存在一定角度，因此，钢包罐口在图像中可能并不是正圆，如图3所示。因此，为了确定罐口大小，对罐口区域进行外圆重绘，得到包覆罐口轮廓的最小外圆，即目标圆，图3示出了目标圆的重绘图。进一步的，确定目标圆的像素半径，目标圆的像素半径可以采用上述确定等效像素直径的方式获得。同时，获取钢包罐口的实际半径，即物理半径，实际半径可以是测量获得的。基于罐口实际半径、目标圆的像素半径、以及渣面氩花的等效像素直径确定目标等效直径，目标等效直径可以通过以下公式计算得到：
D1＝DSR1/R (2)
其中，D1为目标等效直径，DS为渣面氩花的等效像素直径，R1为罐口实际半径，R为罐口的像素半径。
步骤S13中，钢包底吹氩的设定参数可以根据实际需要进行选择，例如，设定参数可以为吹氩压力设定值，或吹氩流量设定值，为了便于说明，本说明书中以设定参数为吹氩流量设定值为例。需要说明的是，吹氩流量、吹氩管路的输入压力、氩气出口的输出压力以及渣面氩花的目标等效直径之间是存在关联的，例如，在正常情况下，若设定了吹氩流量，那么在管路正常的情况下，输入压力、输出压力以及目标等效直径都应该在合理的范围内，若管路发生漏气，则检测到的压力以及目标等效直径都可能会出现异常。
基于此，通过步骤S14，通过查找参数与吹氩故障之间的预设对应关系，确定当前钢包底吹氩过程中是否存在故障。需要说明的是，预设对应关系可以为参数范围与吹氩故障之间的对应关系。例如，预设对应关系为：等效直径范围、设定参数范围、输入压力范围、输出压力范围与吹氩故障之间的对应关系，基于该预设对应关系，可以分别确定目标等效直径所在的等效直径范围、当前设定参数所在的设定参数范围、当前输入压力所在的输入压力范围、但道个歉输出压力所在的输出压力范围，通过查找预设对应关系，确定出对应的目标吹氩故障。
本说明书实施例中，预设对应关系可以为：等效直径范围、设定参数范围、压力损失范围与吹氩故障之间的对应关系，所述确定与所述目标等效直径、所述当前设定参数、所述当前输入压力以及所述当前输出压力对应的目标吹氩故障，包括：基于预设的多个等效直径范围，确定所述目标等效直径所在的目标等效直径范围；基于预设的多个设定参数范围，确定所述当前设定参数所在的目标设定参数范围；确定所述当前输入压力与所述当前输出压力之间的目标压力差，基于预设的多个压力损失范围，确定所述目标压力差所在的目标压力损失范围；基于所述预设对应关系，确定与所述目标等效直径范围、所述目标设定参数范围、所述目标压力损失范围对应的目标吹氩故障。
需要说明的是，等效直径范围、设定参数范围、压力损失范围的数量可以根据实际需要进行设定，例如，等效直径范围、设定参数范围、压力损失范围均为3组、5组等，每种类型范围的数量可以相同也可以不同。
为了便于说明，本说明书实施例中，以等效直径范围为4组、设定参数范围为3组、压力损失范围为3组为例，即：
所述预设的多个等效直径范围包括第一等效直径范围、第二等效直径范围、第三等效直径范围以及第四等效直径范围，所述第一等效直径范围的最大值小于等于所述第二等效直径范围的最小值，所述第二等效直径范围的最大值小于等于所述第三等效直径范围的最小值，所述第三等效直径范围的最大值小于等于所述第四等效直径范围的最小值；
所述预设的多个设定参数范围包括第一设定参数范围、第二设定参数范围以及第三设定参数范围，所述第一设定参数范围的最大值小于等于所述第二设定参数范围的最小值，所述第二设定参数范围的最大值小于等于所述第三设定参数范围的最小值；
所述预设的多个压力损失范围包括第一压力损失范围、第二压力损失范围以及第三压力损失范围，所述第一压力损失范围的最大值小于等于所述第二压力损失范围的最小值，所述第二压力损失范围的最大值小于等于所述第三压力损失范围的最小值。
进一步的，在等效直径范围为4组、设定参数范围、压力损失范围均为3组时，预设对应关系可以如下：
在所述目标等效直径范围为所述第一等效直径范围、所述目标压力损失范围为所述第三压力损失范围时，基于所述预设对应关系，确定所述目标吹氩故障为堵塞吹氩故障；
在所述目标等效直径范围为所述第一等效直径范围、所述目标压力损失范围为所述第二压力损失范围时，或在所述目标设定参数范围为所述第二设定参数范围、所述目标等效直径为所述第二等效直径范围、所述目标压力损失为所述第二压力损失范围时，或在所述目标设定参数范围为所述第三设定参数范围、所述目标等效直径为所述第二等效直径范围、所述目标压力损失为所述第二压力损失范围时，基于所述预设对应关系，确定所述目标吹氩故障为轻度堵塞吹氩故障；
在所述目标设定参数范围为所述第一设定参数范围、所述目标等效直径为所述第一等效直径范围、所述目标压力损失为所述第一压力损失范围时，基于所述预设对应关系，确定所述目标吹氩故障为欠吹故障；
在所述目标设定参数范围为所述第二设定参数范围、所述目标等效直径为所述第一等效直径范围、所述目标压力损失为所述第一压力损失范围时，或在所述目标设定参数范围为所述第三设定参数范围、所述目标等效直径为所述第二等效直径范围、所述目标压力损失为所述第一压力损失范围时，基于所述预设对应关系，确定所述目标吹氩故障为轻度漏气故障；
在所述目标设定参数范围为所述第三设定参数范围、所述目标等效直径为所述第一等效直径范围、所述目标压力损失为所述第一压力损失范围时，基于所述预设对应关系，确定所述目标吹氩故障为漏气故障；
在所述目标设定参数范围为所述第三设定参数范围、所述目标等效直径为所述第四等效直径范围、所述目标压力损失为所述第一压力损失范围时，基于所述预设对应关系，确定所述目标吹氩故障为爆吹故障。
为了便于说明，以当前设定参数为吹氩流量设定值为例，第一设定参数范围用QSS表示，第二设定参数范围用QSM表示，第三设定参数范围用QSB表示，第一等效直径范围用D1S表示，第二等效直径范围用D1Mu表示，第三等效直径范围用D1Md表示，第四等效直径范围用D1B表示，第一压力损失范围用△PS表示，第一压力损失范围用△PM表示，第一压力损失范围用△PB表示，则预设对应关系可以用表1来表示。
表1
其中，表1中的NC表示该状态不存在，轻堵表示轻度堵塞，轻漏表示轻度漏气。
需要说明的是，在流量设定范围为QSS时，即流量设定较小时，氩花的等效直径也较小，因此，在构建预设对应关系时，可以仅考虑氩花等效直径为D1S的情况，而无需考虑氩花等效直径为D1Mu、D1Md以及D1B的情况。同样的，在流量设定范围为QSM时，可以仅考虑氩花等效直径为D1S、D1Mu、以及D1Md的情况，而无需考虑氩花等效直径为D1B的情况。当然，也可以根据实际情况将每种对应关系均体现在预设对应关系中，或者对每种参数的范围进行进一步的细分，这里不做限定。
可见，在确定了目标等效直径、当前设定参数、当前输入压力、当前输出压力之后，可以通过查询表1来确定对应的目标吹氩故障。进一步的，在诊断出目标吹氩故障后，可以进一步的将故障信息发送至钢包物流系统，以使钢包物流系统根据故障信息记录该钢包的透气情况，以对钢包的清理进行指导。另外，在诊断出目标吹氩故障后，可以通过报警装置进行报警，同时，还可以根据目标吹氩故障进行氩气控制参数调整，例如，对应的调整吹氩流量、吹氩压力等。
为了更好的理解本说明书实施例提供的钢包底吹氩故障诊断方法，下面以具体数据为例对钢包底吹氩故障诊断的整体过程进行说明。
首先，读取图像采集装置拍摄的钢包渣面图像，对渣面图像进行灰度处理，再采用预制分割方法或语义分割方法对灰度处理后的图像进行渣面氩花区域和罐口区域分割，剔除多余的干扰轮廓，获得分割后的渣面氩花轮廓以及罐口轮廓。
进一步的，通过外圆重绘，得到包覆罐口轮廓的目标圆的像素半径R；确定渣面氩花轮廓的目标像素面积S，根据上述公式(1)计算渣面氩花的等效像素直径DS；结合钢包罐口的实际半径、像素半径R，通过公式(2)计算渣面氩花的目标等效直径。
以实际半径R＝462为例，像素半径R1＝1983.5mm为例，得到目标等效直径为
进一步的，确定当前设定参数，当前输入压力、当前输出压力。以设定参数为吹氩流量设定值为例，流量设定值用QS表示，等效直径用D1表示，压力损失用△P表示。对应的，设定参数范围包括三组，分别为100＜QS≤300，300＜QS≤600，600＜QS；等效直径范围包括四组，分别为D1≤100，100＜D1≤300，300＜D1≤500，500＜D1；压力损失范围包括三组，分别为△P≤0.3，0.3＜△P≤0.6，0.6＜△P。预设对应关系表可以用表2来表示：
表2
举例来讲，在渣面氩花的像素面积S＝322，设定流量QS＝622L/min，目标压力损失△P＝0.1MPa时，沿用上述以实际半径R＝462，像素半径R1＝1983.5mm的例子，计算渣面氩花的目标等效直径
通过查询表2，可得目标等效直径处于D1≤100，即D1S，设定流量处于600＜QS，即QSB，目标压力损失处于△P≤0.3，即△PS，与D1S&QSB&△PS对应的吹氩故障为漏气故障。进一步的，触发漏气报警，以提醒操作人员对管路进行漏气检查。
再如，在渣面氩花的像素面积S＝28711，设定流量QS＝622L/min，目标压力损失△P＝0.1MPa时，沿用上述以实际半径R＝462，像素半径R1＝1983.5mm的例子，计算渣面氩花的目标等效直径
通过查询表2，可得目标等效直径处于500＜D1，即D1B，设定流量处于600＜QS，即QSB，目标压力损失处于△P≤0.3，即△PS，与D1B&QSB&△PS对应的吹氩故障为爆吹故障。进一步的，触发爆吹报警，同时通过吹氩控制系统减小吹氩流量给定。
综上，本说明书实施例的方法，能够通过图像处理对渣面氩花大小进行定量检测，通过构建吹氩参数与吹氩故障之间的预设对应关系，实现对吹氩故障的自动诊断。需要说明的是，本说明书实施例中的吹氩参数的范围设定精度可以根据实际需要进行调整，例如划分更多的参数范围和/或覆盖更大的参数范围，以适应吹氩故障的诊断精度。
基于同一发明构思，本说明书实施例提供一种钢包底吹氩故障诊断装置，如图4所示，该装置包括：
第一获取模块41，用于在执行钢包底吹氩的过程中，获取所述钢包的渣面图像，其中，所述渣面图像中包括渣面氩花区域；
等效直径确定模块42，用于基于所述渣面图像，确定所述渣面氩花区域对应的目标等效直径；
第二获取模块43，用于获取钢包底吹氩的当前设定参数、吹氩管路的当前输入压力以及氩气出口的当前输出压力；
故障确定模块44，用于基于等效直径、设定参数、输入压力、输出压力与吹氩故障之间的预设对应关系，确定与所述目标等效直径、所述当前设定参数、所述当前输入压力以及所述当前输出压力对应的目标吹氩故障。
可选地，确定等效直径确定模块42，用于：
对所述渣面图像进行灰度处理，得到灰度处理后的图像；
对所述灰度处理后的图像进行区域分割，并在区域分割结果中筛选出所述渣面氩花区域对应的渣面氩花轮廓；
确定所述渣面氩花轮廓的目标像素面积；
基于所述目标像素面积，确定所述目标等效直径。
可选地，所述装置还包括：
筛选模块，用于在所述区域分割结果中筛选出所述罐口区域对应的罐口轮廓；
像素半径确定模块，用于基于所述罐口轮廓，确定目标圆的像素半径，所述目标圆为覆盖所述罐口轮廓的最小外圆；
所述确定等效直径确定模块，用于：
基于所述目标像素面积，确定所述渣面氩花轮廓的等效像素直径；
获取所述钢包的罐口实际半径，并基于所述罐口实际半径、所述像素半径以及所述等效像素直径，确定所述目标等效直径。
可选地，所述预设对应关系为等效直径范围、设定参数范围、压力损失范围与吹氩故障之间的对应关系，故障确定模块44，用于：
基于预设的多个等效直径范围，确定所述目标等效直径所在的目标等效直径范围；
基于预设的多个设定参数范围，确定所述当前设定参数所在的目标设定参数范围；
确定所述当前输入压力与所述当前输出压力之间的目标压力差，基于预设的多个压力损失范围，确定所述目标压力差所在的目标压力损失范围；
基于所述预设对应关系，确定与所述目标等效直径范围、所述目标设定参数范围、所述目标压力损失范围对应的目标吹氩故障。
可选地，所述预设的多个等效直径范围包括第一等效直径范围、第二等效直径范围、第三等效直径范围以及第四等效直径范围，所述第一等效直径范围的最大值小于等于所述第二等效直径范围的最小值，所述第二等效直径范围的最大值小于等于所述第三等效直径范围的最小值，所述第三等效直径范围的最大值小于等于所述第四等效直径范围的最小值；
所述预设的多个设定参数范围包括第一设定参数范围、第二设定参数范围以及第三设定参数范围，所述第一设定参数范围的最大值小于等于所述第二设定参数范围的最小值，所述第二设定参数范围的最大值小于等于所述第三设定参数范围的最小值；
所述预设的多个压力损失范围包括第一压力损失范围、第二压力损失范围以及第三压力损失范围，所述第一压力损失范围的最大值小于等于所述第二压力损失范围的最小值，所述第二压力损失范围的最大值小于等于所述第三压力损失范围的最小值。
可选地，故障确定模块44，用于：
在所述目标等效直径范围为所述第一等效直径范围、所述目标压力损失范围为所述第三压力损失范围时，基于所述预设对应关系，确定所述目标吹氩故障为堵塞吹氩故障；
在所述目标等效直径范围为所述第一等效直径范围、所述目标压力损失范围为所述第二压力损失范围时，或在所述目标设定参数范围为所述第二设定参数范围、所述目标等效直径为所述第二等效直径范围、所述目标压力损失为所述第二压力损失范围时，或在所述目标设定参数范围为所述第三设定参数范围、所述目标等效直径为所述第二等效直径范围、所述目标压力损失为所述第二压力损失范围时，基于所述预设对应关系，确定所述目标吹氩故障为轻度堵塞吹氩故障；
在所述目标设定参数范围为所述第一设定参数范围、所述目标等效直径为所述第一等效直径范围、所述目标压力损失为所述第一压力损失范围时，基于所述预设对应关系，确定所述目标吹氩故障为欠吹故障；
在所述目标设定参数范围为所述第二设定参数范围、所述目标等效直径为所述第一等效直径范围、所述目标压力损失为所述第一压力损失范围时，或在所述目标设定参数范围为所述第三设定参数范围、所述目标等效直径为所述第二等效直径范围、所述目标压力损失为所述第一压力损失范围时，基于所述预设对应关系，确定所述目标吹氩故障为轻度漏气故障；
在所述目标设定参数范围为所述第三设定参数范围、所述目标等效直径为所述第一等效直径范围、所述目标压力损失为所述第一压力损失范围时，基于所述预设对应关系，确定所述目标吹氩故障为漏气故障；
在所述目标设定参数范围为所述第三设定参数范围、所述目标等效直径为所述第四等效直径范围、所述目标压力损失为所述第一压力损失范围时，基于所述预设对应关系，确定所述目标吹氩故障为爆吹故障。
可选地，所述当前设定参数为当前吹氩流量设定值。
关于上述装置，其中各个模块的具体功能已经在本说明书实施例提供的钢包底吹氩故障诊断方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
基于与前述实施例中钢包底吹氩故障诊断方法同样的发明构思，本说明书实施例还提供一种钢包底吹氩故障诊断方法装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现前文所述钢包底吹氩故障诊断方法的步骤。
基于与前述实施例中钢包底吹氩故障诊断方法的发明构思，本说明书实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前文所述钢包底吹氩故障诊断方法的任一方法的步骤。
本说明书是参照根据本说明书实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的设备。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令设备的制造品，该指令设备实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本说明书的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本说明书范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本说明书进行各种改动和变型而不脱离本说明书的精神和范围。这样，倘若本说明书的这些修改和变型属于本说明书权利要求及其等同技术的范围之内，则本说明书也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (7)
1.一种钢包底吹氩故障诊断方法，其特征在于，包括：
在执行钢包底吹氩的过程中，获取所述钢包的渣面图像，其中，所述渣面图像中包括渣面氩花区域；
基于所述渣面图像，确定所述渣面氩花区域对应的目标等效直径；
获取钢包底吹氩的当前设定参数、吹氩管路的当前输入压力以及氩气出口的当前输出压力，并确定所述当前输入压力与所述当前输出压力之间的目标压力差；
基于所述目标等效直径所在的目标等效直径范围、所述当前设定参数所在的目标设定参数范围、所述目标压力差所在的目标压力损失范围、以及等效直径范围、设定参数范围、压力损失范围与吹氩故障之间的预设对应关系，确定目标吹氩故障；
其中，在所述目标等效直径范围为第一等效直径范围、所述目标压力损失范围为第三压力损失范围时，基于所述预设对应关系，确定所述目标吹氩故障为堵塞吹氩故障；
在所述目标等效直径范围为所述第一等效直径范围、所述目标压力损失范围为第二压力损失范围时，或在所述目标设定参数范围为第二设定参数范围、所述目标等效直径为第二等效直径范围、所述目标压力损失为所述第二压力损失范围时，或在所述目标设定参数范围为第三设定参数范围、所述目标等效直径为所述第二等效直径范围、所述目标压力损失为所述第二压力损失范围时，基于所述预设对应关系，确定所述目标吹氩故障为轻度堵塞吹氩故障；
在所述目标设定参数范围为第一设定参数范围、所述目标等效直径为所述第一等效直径范围、所述目标压力损失为第一压力损失范围时，基于所述预设对应关系，确定所述目标吹氩故障为欠吹故障；
在所述目标设定参数范围为所述第二设定参数范围、所述目标等效直径为所述第一等效直径范围、所述目标压力损失为所述第一压力损失范围时，或在所述目标设定参数范围为所述第三设定参数范围、所述目标等效直径为所述第二等效直径范围、所述目标压力损失为所述第一压力损失范围时，基于所述预设对应关系，确定所述目标吹氩故障为轻度漏气故障；
在所述目标设定参数范围为所述第三设定参数范围、所述目标等效直径为所述第一等效直径范围、所述目标压力损失为所述第一压力损失范围时，基于所述预设对应关系，确定所述目标吹氩故障为漏气故障；
在所述目标设定参数范围为所述第三设定参数范围、所述目标等效直径为第四等效直径范围、所述目标压力损失为所述第一压力损失范围时，基于所述预设对应关系，确定所述目标吹氩故障为爆吹故障；
所述第一等效直径范围的最大值小于等于所述第二等效直径范围的最小值，所述第二等效直径范围的最大值小于等于第三等效直径范围的最小值，所述第三等效直径范围的最大值小于等于所述第四等效直径范围的最小值；
所述第一设定参数范围的最大值小于等于所述第二设定参数范围的最小值，所述第二设定参数范围的最大值小于等于所述第三设定参数范围的最小值；
所述第一压力损失范围的最大值小于等于所述第二压力损失范围的最小值，所述第二压力损失范围的最大值小于等于所述第三压力损失范围的最小值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述渣面图像，确定所述渣面氩花区域对应的目标等效直径，包括：
对所述渣面图像进行灰度处理，得到灰度处理后的图像；
对所述灰度处理后的图像进行区域分割，并在区域分割结果中筛选出所述渣面氩花区域对应的渣面氩花轮廓；
确定所述渣面氩花轮廓的目标像素面积；
基于所述目标像素面积，确定所述目标等效直径。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述渣面图像中还包括所述钢包的罐口区域，所述对所述灰度处理后的图像进行区域分割之后，所述方法还包括：
在所述区域分割结果中筛选出所述罐口区域对应的罐口轮廓；
基于所述罐口轮廓，确定目标圆的像素半径，所述目标圆为覆盖所述罐口轮廓的最小外圆；
所述基于所述目标像素面积，确定所述目标等效直径，包括：
基于所述目标像素面积，确定所述渣面氩花轮廓的等效像素直径；
获取所述钢包的罐口实际半径，并基于所述罐口实际半径、所述像素半径以及所述等效像素直径，确定所述目标等效直径。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述当前设定参数为当前吹氩流量设定值。
5.一种钢包底吹氩故障诊断装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于在执行钢包底吹氩的过程中，获取所述钢包的渣面图像，其中，所述渣面图像中包括渣面氩花区域；
等效直径确定模块，用于基于所述渣面图像，确定所述渣面氩花区域对应的目标等效直径；
第二获取模块，用于获取钢包底吹氩的当前设定参数、吹氩管路的当前输入压力以及氩气出口的当前输出压力，并确定所述当前输入压力与所述当前输出压力之间的目标压力差；
故障确定模块，用于基于所述目标等效直径所在的目标等效直径范围、所述当前设定参数所在的目标设定参数范围、所述目标压力差所在的目标压力损失范围、以及等效直径范围、设定参数范围、压力损失范围与吹氩故障之间的预设对应关系，确定目标吹氩故障；
其中，在所述目标等效直径范围为第一等效直径范围、所述目标压力损失范围为第三压力损失范围时，基于所述预设对应关系，确定所述目标吹氩故障为堵塞吹氩故障；
在所述目标等效直径范围为所述第一等效直径范围、所述目标压力损失范围为第二压力损失范围时，或在所述目标设定参数范围为第二设定参数范围、所述目标等效直径为第二等效直径范围、所述目标压力损失为所述第二压力损失范围时，或在所述目标设定参数范围为第三设定参数范围、所述目标等效直径为所述第二等效直径范围、所述目标压力损失为所述第二压力损失范围时，基于所述预设对应关系，确定所述目标吹氩故障为轻度堵塞吹氩故障；
在所述目标设定参数范围为第一设定参数范围、所述目标等效直径为所述第一等效直径范围、所述目标压力损失为第一压力损失范围时，基于所述预设对应关系，确定所述目标吹氩故障为欠吹故障；
在所述目标设定参数范围为所述第二设定参数范围、所述目标等效直径为所述第一等效直径范围、所述目标压力损失为所述第一压力损失范围时，或在所述目标设定参数范围为所述第三设定参数范围、所述目标等效直径为所述第二等效直径范围、所述目标压力损失为所述第一压力损失范围时，基于所述预设对应关系，确定所述目标吹氩故障为轻度漏气故障；
在所述目标设定参数范围为所述第三设定参数范围、所述目标等效直径为所述第一等效直径范围、所述目标压力损失为所述第一压力损失范围时，基于所述预设对应关系，确定所述目标吹氩故障为漏气故障；
在所述目标设定参数范围为所述第三设定参数范围、所述目标等效直径为第四等效直径范围、所述目标压力损失为所述第一压力损失范围时，基于所述预设对应关系，确定所述目标吹氩故障为爆吹故障；
所述第一等效直径范围的最大值小于等于所述第二等效直径范围的最小值，所述第二等效直径范围的最大值小于等于第三等效直径范围的最小值，所述第三等效直径范围的最大值小于等于所述第四等效直径范围的最小值；
所述第一设定参数范围的最大值小于等于所述第二设定参数范围的最小值，所述第二设定参数范围的最大值小于等于所述第三设定参数范围的最小值；
所述第一压力损失范围的最大值小于等于所述第二压力损失范围的最小值，所述第二压力损失范围的最大值小于等于所述第三压力损失范围的最小值。
6.一种钢包底吹氩故障诊断装置，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-4任一项所述方法的步骤。
7.一种计算机存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现权利要求1-4任一项所述方法的步骤。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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