JP7189844B2 - Temperature measuring device and temperature measuring method - Google Patents

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本発明は、出銑滓流に含まれる溶銑や溶滓の温度を測定する技術に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a technique for measuring the temperature of hot metal and slag contained in a tapped slag stream.

高炉操業の管理等のために、高炉の出銑口から取り出された出銑滓流に含まれる溶銑および溶滓のそれぞれの温度が測定される。これらの温度を測定する技術として、例えば、特許文献1に開示された出銑温度測定装置がある。この装置は、出銑滓流の熱放射輝度分布を、当該熱放射輝度に対応する画素ごとの画素値を持つ各画素から構成される対象画像として撮像する撮像部と、前記撮像部で撮像された対象画像における前記出銑滓流の画像中に所定のサイズの評価領域を設定する設定部と、前記設定部で設定された評価領域における最小画素値を抽出する抽出部と、前記抽出部で抽出した最小画素値に基づいて、前記出銑滓流に含まれる溶銑の溶銑温度を求める温度演算部とを備え、前記抽出部は、さらに、前記設定部で設定された評価領域における最大画素値を抽出し、前記温度演算部は、さらに、前記抽出部で抽出した最大画素値に基づいて、前記出銑滓流に含まれる溶滓の溶滓温度を求める。 For the management of blast furnace operation, etc., the temperature of each of molten pig iron and molten slag contained in a tapping slag stream taken out from the tap hole of the blast furnace is measured. As a technique for measuring these temperatures, for example, there is a tapping temperature measuring device disclosed in Patent Document 1. This apparatus includes an imaging unit that captures the thermal radiance distribution of the slag flow as a target image that is composed of pixels each having a pixel value corresponding to the thermal radiance, and an image captured by the imaging unit. a setting unit for setting an evaluation region of a predetermined size in the image of the slag flow in the target image; an extraction unit for extracting a minimum pixel value in the evaluation region set by the setting unit; a temperature calculation unit for obtaining a molten iron temperature of molten iron contained in the tapping slag flow based on the extracted minimum pixel value, the extraction unit further comprising a maximum pixel value in the evaluation region set by the setting unit; and the temperature calculation unit further obtains the slag temperature of the slag contained in the tapped slag flow based on the maximum pixel value extracted by the extraction unit.

特開2018-200199号公報JP 2018-200199 A

特許文献1に開示された出銑温度測定装置によれば、溶銑および溶滓の温度の測定精度を向上させることができる。本発明者らは、この出銑温度測定装置とは別の手法で溶銑および溶滓の温度の測定精度を向上させる技術を見出した。 According to the tapping temperature measuring apparatus disclosed in Patent Document 1, it is possible to improve the measurement accuracy of the temperatures of molten iron and molten slag. The present inventors have found a technique for improving the measurement accuracy of the temperature of molten iron and molten slag by a method different from this tapping temperature measuring device.

本発明の目的は、出銑滓流に含まれる溶銑や溶滓の温度の測定精度を向上させることができる温度測定装置および温度測定方法を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a temperature measuring device and a temperature measuring method capable of improving the measurement accuracy of the temperature of molten iron and molten slag contained in a tapped slag flow.

本発明の第1局面に係る温度測定装置は、出銑滓流の時系列画像を用いて、前記出銑滓流に含まれる溶銑を示す溶銑像を有する画像を生成する画像生成部と、前記溶銑像を構成する画素が示す画素値を基にして、前記出銑滓流に含まれる前記溶銑の温度を算出する温度算出部と、を備える。 A temperature measuring device according to a first aspect of the present invention includes an image generation unit that generates an image having a molten iron image showing molten iron contained in the tapped slag flow, using time-series images of the tapped slag flow; a temperature calculation unit for calculating the temperature of the molten iron contained in the tapping slag flow based on the pixel values indicated by the pixels forming the molten iron image.

出銑滓流は溶銑と溶滓との混合物である。画像生成部は、出銑滓流の時系列画像を用いて、溶銑像を有する画像を生成する。出銑滓流に含まれる溶銑の温度は、溶銑像を構成する画素が示す画素値(画素値は、例えば、放射輝度でもよいし、所定の校正情報を用いて放射輝度に変換可能な値でもよい。後者の場合、画素値が放射輝度に変換されて、この放射輝度を用いて、温度が算出される。)を基にして算出される。よって、溶銑の温度の算出において、溶滓の温度の影響を受けないようにすることができる。従って、本発明の第1局面に係る温度測定装置によれば、溶銑の温度の測定精度を向上させることができる。 The tapping slag stream is a mixture of hot metal and slag. The image generation unit generates an image having a hot metal image using the time-series images of the tapping slag flow. The temperature of the hot metal contained in the tapped slag flow is the pixel value indicated by the pixels that make up the hot metal image (the pixel value may be, for example, radiance, or a value that can be converted to radiance using predetermined calibration information). In the latter case, the pixel values are converted to radiance and the temperature is calculated using this radiance.). Therefore, in calculating the temperature of the hot metal, it is possible to avoid the influence of the temperature of the molten slag. Therefore, according to the temperature measuring device according to the first aspect of the present invention, it is possible to improve the measurement accuracy of the temperature of molten iron.

上記構成において、前記溶銑像を有する画像は、最小値画像であり、前記画像生成部は、前記時系列画像に関して、同じ画素座標の画素が示す画素値の最小値を求め、前記画素座標の画素が示す画素値が前記最小値となる前記最小値画像を生成する。 In the above configuration, the image having the hot metal image is a minimum value image, and the image generation unit obtains a minimum value of pixel values indicated by pixels of the same pixel coordinates with respect to the time-series images, generates the minimum value image in which the pixel value indicated by is the minimum value.

最小値画像は、溶銑像を有する画像の一例である。理由は以下の通りである。溶銑の放射率は、約0.4程度であり、溶滓の放射率は、約0.9~0.95程度であると考えられている。出銑滓流は、溶銑と溶滓とが混じり合っており、溶銑上に、半透明な溶滓が乗っている。このため、出銑滓流の表面から見た溶銑の放射率は見かけの値となる。しかも、通常、出銑滓流上の箇所に応じて、溶銑上に乗る溶滓の厚みが異なるので、出銑滓流上の箇所に応じて、溶銑の放射率の見かけの値が異なる(溶滓の影響が小さければ、溶銑の放射率の見かけの値は小さくなる。溶滓の影響が大きければ、溶銑の放射率の見かけの値は大きくなる)。 A minimum value image is an example of an image having a hot metal image. The reason is as follows. It is believed that the emissivity of hot metal is about 0.4 and that of slag is about 0.9 to 0.95. In the tapped slag stream, hot metal and slag are mixed together, and translucent slag is on top of the hot metal. For this reason, the emissivity of the hot metal seen from the surface of the slag stream is an apparent value. Moreover, since the thickness of the molten slag on the molten iron usually differs depending on the location on the tapping slag flow, the apparent value of the emissivity of the molten iron varies depending on the location on the tapping slag flow (molten If the influence of the slag is small, the apparent value of the emissivity of the hot metal will be small.If the influence of the slag is large, the apparent value of the emissivity of the hot metal will be large.)

このことは、時間軸で見れば、出銑滓流上の箇所が同じでも、時間が異なれば、溶銑の放射率の見かけの値が異なる。よって、時系列画像に関して、同じ画素座標の画素が示す画素値は一定でなく、変化しており、同じ画素座標の画素の中で最も暗い画素(画素値が最小値を示す画素)が、溶滓の影響を受けていない画素、あるいは、溶滓の影響が最も少ない画素である。従って、その画素が示す画素値を基にして算出された温度が、溶銑の温度の真値、あるいは、真値に近い値を示している。最小値画像の各画素が示す画素値は、以上のような最小値なので、最小値画像は、溶銑像を有する画像として確からしい。 This means that even if the location on the tapped slag flow is the same, the apparent value of the emissivity of the hot metal differs if the time is different when viewed on the time axis. Therefore, regarding the time-series images, the pixel values indicated by the pixels with the same pixel coordinates are not constant, but change, and the darkest pixel (the pixel with the minimum pixel value) among the pixels with the same pixel coordinates is the melted pixel. Pixels that are not affected by slag, or pixels that are least affected by slag. Therefore, the temperature calculated based on the pixel value indicated by the pixel indicates the true value of the temperature of the hot metal, or a value close to the true value. Since the pixel value indicated by each pixel of the minimum value image is the minimum value as described above, the minimum value image is likely to be an image having a hot metal image.

上記構成において、前記溶銑像を構成する画素が示す画素値の有効性を、しきい値を用いて判定する判定部をさらに備える。 The above configuration further includes a judgment unit that judges, using a threshold value, the validity of the pixel values indicated by the pixels forming the hot metal image.

出銑滓流が流れる現場で、煙や水蒸気のような気体が発生し、この気体を介して出銑滓流の時系列画像が撮影されることがある。この場合、溶銑像を構成する画素が示す画素値が本来の値より小さくなる。このような画素値に基づいて、溶銑の温度が算出されると、溶銑の温度の測定精度が低下する。この構成によれば、溶銑像を構成する画素が示す画素値の有効性を、しきい値を用いて判定する。よって、上記本来の値より小さい画素値で算出された溶銑の温度が、溶銑の温度として採用されることを防止できる。 Gases such as smoke and water vapor are generated at the site where the slag flow flows, and time-series images of the slag flow are sometimes captured through this gas. In this case, the pixel values indicated by the pixels forming the hot metal image become smaller than the original values. If the temperature of the molten iron is calculated based on such pixel values, the measurement accuracy of the temperature of the molten iron decreases. According to this configuration, the validity of the pixel values indicated by the pixels forming the hot metal image is determined using the threshold value. Therefore, it is possible to prevent the temperature of molten iron calculated with a pixel value smaller than the original value from being adopted as the temperature of molten iron.

本発明の第2局面に係る温度測定方法は、出銑滓流の時系列画像を用いて、前記出銑滓流に含まれる溶銑を示す溶銑像を有する画像を生成する画像生成ステップと、前記溶銑像を構成する画素が示す画素値を基にして、前記出銑滓流に含まれる前記溶銑の温度を算出する温度算出ステップと、を備える。 A temperature measurement method according to a second aspect of the present invention includes an image generating step of generating an image having a molten iron image showing molten iron contained in the tapping slag flow using time-series images of the tapping slag flow; and a temperature calculation step of calculating the temperature of the molten iron contained in the tapping slag flow based on the pixel values indicated by the pixels forming the molten iron image.

本発明の第2局面に係る温度測定方法は、本発明の第1局面に係る温度測定装置を方法の観点から規定しており、本発明の第1局面に係る温度測定装置と同様の作用効果を有する。 The temperature measuring method according to the second aspect of the present invention defines the temperature measuring device according to the first aspect of the present invention from the viewpoint of the method, and has the same effects as the temperature measuring device according to the first aspect of the present invention. have

本発明によれば、出銑滓流に含まれる溶銑や溶滓の温度の測定精度を向上させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the measurement precision of the temperature of the hot metal and slag contained in a tapping flow can be improved.

第1実施形態における温度測定装置の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing the configuration of a temperature measuring device according to a first embodiment; FIG. 高炉の出銑口から出銑滓流が流出する様子を説明する説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining how a tapping slag flow flows out from a tap hole of a blast furnace; 出銑滓流の時系列画像と最小値画像との関係を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the relationship between the time-series image of a tapping slag flow, and a minimum value image. 時系列画像を構成する画像の一例を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of images forming a time-series image; 最小値画像の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of a minimum value image. 出銑滓流の時系列画像と最大値画像との関係を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the relationship between the time-series image of a tapping slag flow, and a maximum value image. 図5に示す最小値画像に評価領域が設定された状態を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a state in which an evaluation region is set in the minimum value image shown in FIG. 5; 第1実施形態における温度測定装置の動作を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing the operation of the temperature measuring device in the first embodiment; 第2実施形態における温度測定装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the temperature measuring device in 2nd Embodiment. 撮像部と出銑滓流との間に煙が発生している状態で撮影された時系列画像を用いて生成された最小値画像の一例を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of a minimum value image generated using time-series images taken in a state where smoke is generated between an imaging unit and a stream of tapping slag. 図5および図10に示す最小値画像において、出銑滓流の流出方向に沿って引かれた一直線上の輝度変化を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing luminance changes on a straight line drawn along the outflow direction of the tapping slag stream in the minimum value images shown in FIGS. 5 and 10 ; FIG.

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。各図において、同一符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その構成について、既に説明している内容については、その説明を省略する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings. In each figure, the configurations denoted by the same reference numerals indicate the same configuration, and the description of the content of the configuration that has already been described will be omitted.

図1は、第1実施形態における温度測定装置T1の構成を示すブロック図である。図2は、高炉SFの出銑口PHから出銑滓流PSが流出する様子を説明する説明図である。図1および図2を参照して、温度測定装置T1は、高炉SFの出銑口PHから流出する出銑滓流PSを撮像することによって得られた出銑滓流PSの時系列画像に基づいて出銑滓流PSに含まれる溶銑および溶滓の温度を測定する放射測温装置である。出銑滓流(銑滓混合物)は、溶銑と溶滓(溶融スラグ)との混合物であり、出銑口PHから高温の流体状で流出される。温度測定装置T1は、例えば、図1に示すように、撮像部1と、制御処理部2と、記憶部3と、入力部4と、出力部5と、インターフェース部(IF部)6と、を備える。 FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a temperature measuring device T1 according to the first embodiment. FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating how the tapped slag flow PS flows out from the tap hole PH of the blast furnace SF. 1 and 2, the temperature measuring device T1 is based on time-series images of the tapping slag flow PS obtained by capturing images of the tapping slag flow PS flowing out from the tap hole PH of the blast furnace SF. is a radiation thermometer for measuring the temperature of molten iron and slag contained in tapping slag stream PS. The tapping slag stream (pig slag mixture) is a mixture of hot metal and slag (molten slag), and is discharged from the taphole PH in a hot fluid state. For example, as shown in FIG. 1, the temperature measurement device T1 includes an imaging unit 1, a control processing unit 2, a storage unit 3, an input unit 4, an output unit 5, an interface unit (IF unit) 6, Prepare.

撮像部1は、制御処理部2に接続され、制御処理部2の制御に従って、出銑滓流PSの時系列画像を撮像する。時系列画像は、所定期間に複数の時刻で撮影された複数の画像(例えば、1分間に5秒間隔で撮影された12枚の画像)により構成される。時系列画像を構成する各画像は、可視光画像でもよいし、赤外線画像でもよい。時系列画像を構成する各画像は、後で説明するように、校正情報を用いて熱画像にされる。 The image capturing unit 1 is connected to the control processing unit 2 and captures time-series images of the tapping slag flow PS under the control of the control processing unit 2 . A time-series image is composed of a plurality of images captured at a plurality of times during a predetermined period (for example, 12 images captured at intervals of 5 seconds per minute). Each image constituting the time-series image may be a visible light image or an infrared image. Each image that makes up the time series is thermally imaged using calibration information, as described below.

撮像部1は、出銑滓流PSの時系列画像を制御処理部2へ出力する。撮像部1は、例えば、被写体における光学像を所定の結像面上に結像する結像光学系、結像面に受光面を一致させて配置され、被写体における光学像を電気的な信号に変換するエリアイメージセンサ、および、エリアイメージセンサの出力を画像処理することで被写体における画像を表すデータである画像データを生成する画像処理回路等を備えるデジタルカメラ等である。撮像部1は、例えば、動画像を生成するカメラによって実現される。 The imaging unit 1 outputs time-series images of the slag stream PS to the control processing unit 2 . The imaging unit 1 is, for example, an imaging optical system that forms an optical image of a subject on a predetermined imaging plane. A digital camera or the like includes an area image sensor for conversion and an image processing circuit for generating image data representing an image of a subject by performing image processing on the output of the area image sensor. The imaging unit 1 is implemented by, for example, a camera that generates moving images.

撮像部1は、例えば、図2に示すように、出銑口PHから、出銑樋カバーCVを備える出銑樋SGへ、流出する出銑滓流PSを撮像できるように適宜に配設される。出銑滓流PSは、比較的高速に出銑口PHから流出するので、撮像部1は、出銑滓流PSの流出速度に応じた速度で撮像可能に構成される。撮像部1は、温度測定装置T1における他の各部2~6とともに図略の筐体に収容され、他の各部2~6と一体に構成されて良いが、第1実施形態では、撮像部1は、他の各部2~6とは、別体に構成され、撮像部1は、出銑滓流PSを撮像できるように、他の各部2~6から遠隔に配置され、有線または無線によって制御処理部2と通信可能に接続される。 For example, as shown in FIG. 2, the imaging unit 1 is appropriately disposed so as to capture an image of the tapping slag flow PS flowing from the taphole PH to the tapping trough SG provided with the tapping trough cover CV. be. Since the tapping slag flow PS flows out from the tap hole PH at a relatively high speed, the imaging unit 1 is configured to be capable of imaging at a speed corresponding to the outflow speed of the tapping slag flow PS. The imaging unit 1 may be accommodated in a housing (not shown) together with the other units 2 to 6 of the temperature measurement device T1 and configured integrally with the other units 2 to 6. However, in the first embodiment, the imaging unit 1 is configured separately from the other units 2 to 6, and the imaging unit 1 is arranged remotely from the other units 2 to 6 so as to image the slag stream PS, and is controlled by wire or wirelessly. It is communicably connected to the processing unit 2 .

図1を参照して、入力部4は、制御処理部2に接続され、例えば、温度の測定開始を指示するコマンド等の各種コマンド、および、例えば評価領域の設定入力等の温度を測定する上で必要な各種データを温度測定装置T1に入力する装置であり、例えば、所定の機能を割り付けられた複数の入力スイッチ、キーボードおよびマウス等である。 Referring to FIG. 1, an input unit 4 is connected to the control processing unit 2, for example, various commands such as a command for instructing the start of temperature measurement, and temperature measurement input such as an evaluation area setting input. is a device for inputting various data necessary for the temperature measurement device T1, and includes, for example, a plurality of input switches, a keyboard and a mouse to which predetermined functions are assigned.

出力部5は、制御処理部2に接続され、制御処理部2の制御に従って、入力部4から入力されたコマンドやデータ、および、温度測定装置T1によって測定された温度等を出力する装置であり、例えばCRTディスプレイ、LCD(液晶表示装置)および有機ELディスプレイ等の表示部(表示装置)や、プリンタ等の印刷装置等である。 The output unit 5 is a device that is connected to the control processing unit 2 and outputs commands and data input from the input unit 4, the temperature measured by the temperature measuring device T1, etc., under the control of the control processing unit 2. , for example, display units (display devices) such as CRT displays, LCDs (liquid crystal display devices) and organic EL displays, and printing devices such as printers.

IF部6は、例えば、外部の機器との間でデータを入出力する回路であり、例えば、シリアル通信方式であるRS-232Cのインターフェース回路、Bluetooth(登録商標)規格を用いたインターフェース回路、および、USB(Universal Serial Bus)規格を用いたインターフェース回路等である。また、IF部6は、例えば、データ通信カードや、IEEE802.11規格等に従った通信インターフェース回路等の、外部の機器と通信信号を送受信する通信インターフェース回路であっても良い。 The IF unit 6 is, for example, a circuit that inputs and outputs data to and from an external device. , an interface circuit using the USB (Universal Serial Bus) standard, and the like. Also, the IF unit 6 may be a communication interface circuit that transmits/receives communication signals to/from an external device, such as a data communication card or a communication interface circuit conforming to the IEEE802.11 standard.

記憶部3は、制御処理部2に接続され、制御処理部2の制御に従って、各種の所定のプログラムおよび各種の所定のデータを記憶する回路である。各種の所定のプログラムには、例えば、温度測定装置T1の各部1、3~6を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御する制御プログラムや、撮像部1で撮像された時系列画像を用いて、最小値画像(溶銑像を有する画像)および最大値画像(溶滓像を有する画像)を生成する画像生成プログラムや、最小値画像中および最大値画像中にそれぞれ所定のサイズの評価領域を設定する設定プログラムや、設定プログラムで設定された評価領域を構成する画素が示す画素値を代表する値(代表値)を抽出する代表値抽出プログラムや、代表値抽出プログラムで抽出した代表値を用いて、出銑滓流PSに含まれる溶銑および溶滓の温度を算出する温度算出プログラム等の制御処理プログラムが含まれる。前記各種の所定のデータには、これらのプログラムを実行する上で必要なデータ等が含まれる。記憶部3は、例えば不揮発性の記憶装置であるROM(Read Only Memory)や書き換え可能な不揮発性の記憶装置であるEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)等を備える。記憶部3は、制御処理部2のワーキングメモリ(前記各種の所定のプログラムの実行中に生じるデータ等を記憶するメモリ)となるRAM(Random Access Memory)等を含む。 The storage unit 3 is a circuit that is connected to the control processing unit 2 and stores various predetermined programs and various predetermined data under the control of the control processing unit 2 . Various predetermined programs include, for example, a control program for controlling each unit 1, 3 to 6 of the temperature measuring device T1 according to the function of each unit, and time-series images captured by the imaging unit 1, An image generation program for generating a minimum value image (image containing hot metal image) and a maximum value image (image containing molten slag image), and setting an evaluation region of a predetermined size in each of the minimum value image and the maximum value image Using a setting program, a representative value extraction program for extracting a representative value (representative value) of pixel values indicated by pixels constituting an evaluation region set by the setting program, and a representative value extracted by the representative value extraction program, It includes a control processing program such as a temperature calculation program for calculating the temperature of the hot metal and slag contained in the tapping slag flow PS. The various predetermined data include data necessary for executing these programs. The storage unit 3 includes, for example, a ROM (Read Only Memory) that is a nonvolatile storage device, an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) that is a rewritable nonvolatile storage device, and the like. The storage unit 3 includes a RAM (Random Access Memory) or the like that serves as a working memory of the control processing unit 2 (a memory that stores data generated during execution of the various predetermined programs).

そして、記憶部3は、校正情報を記憶する校正情報記憶部31を機能的に備える。校正情報は、いわゆる黒体炉を撮像部1で撮像することによって得られた画像の画素値と黒体炉の黒体放射輝度の輝度値との対応関係であり、例えば、互いに異なる複数の温度それぞれで、黒体炉を撮像部1で撮影することによって予め作成される。黒体放射輝度の輝度値は、温度の関数であるので、校正情報は、黒体炉を撮像部1で撮像することによって得られた画像の画素値と黒体炉の温度との対応関係となる。例えば、時系列画像を構成する各画像について、画像における各画素の各画素値を、校正情報によって、各輝度値へ変換することによって、放射輝度の輝度画像、すなわち、熱画像が生成できる。校正情報は、前記対応関係を表す関係式の形式で校正情報記憶部31に記憶されて良く、あるいは、前記対応関係を表すテーブルの形式で校正情報記憶部31に記憶されて良い。 The storage unit 3 functionally includes a calibration information storage unit 31 that stores calibration information. The calibration information is a correspondence relationship between the pixel values of an image obtained by imaging a so-called blackbody furnace with the imaging unit 1 and the luminance value of the blackbody radiance of the blackbody furnace. Each of them is created in advance by photographing the black body furnace with the imaging unit 1 . Since the luminance value of the blackbody radiance is a function of temperature, the calibration information is the correspondence relationship between the pixel values of the image obtained by imaging the blackbody furnace with the imaging unit 1 and the temperature of the blackbody furnace. Become. For example, a luminance image of radiance, that is, a thermal image can be generated by converting each pixel value of each pixel in each image constituting the time-series image into each luminance value according to the calibration information. The calibration information may be stored in the calibration information storage section 31 in the form of a relational expression representing the correspondence, or may be stored in the calibration information storage section 31 in the form of a table representing the correspondence.

制御処理部2は、温度測定装置T1の各部1、3~6を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、温度を求めるための回路である。制御処理部2は、例えば、CPU(Central Processing Unit)およびその周辺回路を備えて構成される。制御処理部2は、前記制御処理プログラムが実行されることによって、制御部21、画像生成部22、設定部23、抽出部24、および、温度算出部25を機能的に備える。 The control processing section 2 is a circuit for controlling the respective sections 1, 3 to 6 of the temperature measuring device T1 according to the functions of the respective sections and obtaining the temperature. The control processing unit 2 is configured including, for example, a CPU (Central Processing Unit) and its peripheral circuits. The control processing unit 2 functionally includes a control unit 21, an image generation unit 22, a setting unit 23, an extraction unit 24, and a temperature calculation unit 25 by executing the control processing program.

制御部21は、温度測定装置T1の各部1、3~6を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、温度測定装置T1の全体の制御を司るものである。 The control unit 21 controls the units 1, 3 to 6 of the temperature measuring device T1 according to the functions of the respective units, and controls the temperature measuring device T1 as a whole.

画像生成部22は、出銑滓流PSの時系列画像IMを用いて、出銑滓流PSに含まれる溶銑を示す溶銑像111(図5)を有する画像、および、出銑滓流PSに含まれる溶滓を示す溶滓像(不図示)を有する画像を生成する。溶銑像111を有する画像から説明する。 The image generating unit 22 uses the time-series images IM of the tapping slag flow PS to generate an image having a hot metal image 111 ( FIG. 5 ) showing hot metal contained in the tapping slag flow PS and An image is generated having a tail image (not shown) showing the contained tail. An image having a hot metal image 111 will be described.

溶銑像111を有する画像は、例えば、最小値画像Im2(図3)である。画像生成部22は、時系列画像IMに関して、同じ画素座標の画素が示す画素値の最小値を求め、この画素座標の画素が示す画素値が最小値となる最小値画像Im2を生成する。図3は、出銑滓流PSの時系列画像IMと最小値画像Im2との関係を説明する説明図である。時系列画像IMを構成する画像Im1の数が、N(Nは2以上の整数)とする。各画像Im1を構成する画素数がMとする(Mは整数)。同じ画素座標の画素とは、1番目の画像Im1-1~N番目の画像Im1-Nにおいて、同じ順番に位置する画素である(例えば、1番目画素)。 An image having the hot metal image 111 is, for example, the minimum value image Im2 (FIG. 3). The image generator 22 obtains the minimum value of the pixel values indicated by the pixels of the same pixel coordinates for the time-series images IM, and generates a minimum value image Im2 in which the pixel values indicated by the pixels of this pixel coordinate are the minimum values. FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the time-series image IM of the slag flow PS and the minimum value image Im2. Assume that the number of images Im1 constituting the time-series images IM is N (N is an integer equal to or greater than 2). Assume that the number of pixels forming each image Im1 is M (M is an integer). Pixels having the same pixel coordinates are pixels positioned in the same order in the first image Im1-1 to the Nth image Im1-N (for example, the first pixel).

1番目の画像Im1-1~N番目の画像Im1-Nにおいて、1番目画素(同じ順番に位置する画素)が示す画素値の最小値が、最小値画像Im2を構成する1番目画素が示す画素値となり、2番目画素(同じ順番に位置する画素)が示す画素値の最小値が、最小値画像Im2を構成する2番目画素が示す画素値となり、・・・、M番目画素(同じ順番に位置する画素)が示す画素値の最小値が、最小値画像Im2を構成するM番目画素が示す画素値となる。 In the 1st image Im1-1 to the Nth image Im1-N, the minimum value of the pixel values indicated by the 1st pixels (pixels positioned in the same order) is the pixel indicated by the 1st pixel constituting the minimum value image Im2. The minimum value of the pixel values indicated by the second pixels (pixels positioned in the same order) is the pixel value indicated by the second pixels constituting the minimum value image Im2, . . . The minimum value of the pixel values indicated by the position pixel) becomes the pixel value indicated by the M-th pixel forming the minimum value image Im2.

図4は、時系列画像IMを構成する画像Im1の一例を示す模式図である。画像Im1は、出銑滓流PSを示す出銑滓流像101と背景102とを含む。図4において、出銑滓流像101は、白と一種類の濃度のグレーとで示されている。しかし、実際の出銑滓流像101は、溶銑の放射率と溶滓の放射率との差、および、これらの混合状態により、いわゆるマーブル模様になっている。図5は、最小値画像Im2の一例を示す模式図である。最小値画像Im2は、溶銑を示す溶銑像111と背景112とを含む。溶銑像111の形状は、出銑滓流像101の形状とおおよそ同じである。溶銑像111は、輝度が相対的に高い箇所(溶滓を示す箇所)を有しておらず、全体として輝度が相対的に低くなっている。図5において、溶銑像111は、一種類の濃度のグレーで示されている。しかし、実際の溶銑像111は、濃度差が小さい複数の濃度のグレーで示される。 FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of images Im1 forming the time-series images IM. The image Im1 includes a tapping slag flow image 101 showing the tapping slag flow PS and a background 102 . In FIG. 4, the slag flow image 101 is shown in white and one shade of gray. However, the actual tapping slag flow image 101 has a so-called marble pattern due to the difference between the emissivity of the hot metal and the emissivity of the molten slag and their mixed state. FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of the minimum value image Im2. The minimum value image Im2 includes a molten iron image 111 showing molten iron and a background 112 . The shape of the hot metal image 111 is approximately the same as the shape of the tapping slag flow image 101 . The molten iron image 111 does not have a portion with relatively high brightness (a portion indicating molten slag), and has relatively low brightness as a whole. In FIG. 5, the hot metal image 111 is shown in one shade of gray. However, the actual hot metal image 111 is shown in a plurality of shades of gray with small density differences.

最小値画像Im2は、溶銑像111を有する画像の一例である。理由は以下の通りである。溶銑の放射率は、約0.4程度であり、溶滓の放射率は、約0.9~0.95程度であると考えられている。出銑滓流PSは、溶銑と溶滓とが混じり合っており、溶銑上に、半透明な溶滓が乗っている。このため、出銑滓流PSの表面から見た溶銑の放射率は見かけの値となる。しかも、通常、出銑滓流PS上の箇所に応じて、溶銑上に乗る溶滓の厚みが異なるので、出銑滓流PS上の箇所に応じて、溶銑の放射率の見かけの値が異なる(溶滓の影響が小さければ、溶銑の放射率の見かけの値は小さくなる。溶滓の影響が大きければ、溶銑の放射率の見かけの値は大きくなる)。 The minimum value image Im2 is an example of an image having the hot metal image 111 . The reason is as follows. It is believed that the emissivity of hot metal is about 0.4 and that of slag is about 0.9 to 0.95. The tapping slag flow PS is a mixture of hot metal and slag, and translucent slag is on top of the hot metal. Therefore, the emissivity of the hot metal viewed from the surface of the tapping slag flow PS is an apparent value. Moreover, since the thickness of the slag on the hot metal usually differs depending on the location on the tapping slag flow PS, the apparent emissivity of the molten iron varies depending on the location on the tapping slag flow PS. (If the influence of slag is small, the apparent emissivity of hot metal will be small. If the influence of slag is large, the apparent emissivity of hot metal will be large.)

このことは、時間軸で見れば、出銑滓流PS上の箇所が同じでも、時間が異なれば、溶銑の放射率の見かけの値が異なる。よって、時系列画像IMに関して、同じ画素座標の画素が示す画素値は一定でなく、変化しており、同じ画素座標の画素の中で最も暗い画素(画素値が最小値を示す画素)が、溶滓の影響を受けていない画素、あるいは、溶滓の影響が最も少ない画素である。従って、その画素が示す画素値を基にして算出された温度が、溶銑の温度の真値、あるいは、真値に近い値を示している。最小値画像Im2の各画素が示す画素値は、以上のような最小値なので、最小値画像Im2は、溶銑像111を有する画像として確からしい。 This means that even if the point on the tapped slag flow PS is the same on the time axis, the apparent value of the emissivity of the hot metal differs if the time differs. Therefore, regarding the time-series images IM, the pixel values indicated by the pixels with the same pixel coordinates are not constant but change, and the darkest pixel (the pixel with the minimum pixel value) among the pixels with the same pixel coordinates is It is the pixel that is not affected by the slag, or the pixel that is least affected by the slag. Therefore, the temperature calculated based on the pixel value indicated by the pixel indicates the true value of the temperature of the hot metal, or a value close to the true value. Since the pixel value indicated by each pixel of the minimum value image Im2 is the minimum value as described above, the minimum value image Im2 is likely to be an image having the hot metal image 111. FIG.

溶銑像111を有する画像は、最小値画像Im2に限定されない。詳しく説明する。時系列画像IMに関して、同じ画素座標の画素の中で、例えば、2番目や3番目に小さい値でも溶銑像111を有する画像を生成できるのであれば、この画像でもよい。また、時系列画像IMに関して、同じ画素座標の画素の中で、下位一定割合以内の画素値を示す画素が抽出され、抽出された画素が示す画素値の平均値や中央値でも溶銑像111を有する画像を生成できるのであれば、この画像でもよい。 The image having the hot metal image 111 is not limited to the minimum value image Im2. explain in detail. Regarding the time-series image IM, if an image having the hot metal image 111 can be generated even with the second or third smallest value among the pixels of the same pixel coordinates, this image may be used. Further, with respect to the time-series image IM, among the pixels of the same pixel coordinates, the pixels showing the pixel values within a lower constant ratio are extracted, and the molten iron image 111 is obtained by the average value or the median value of the pixel values shown by the extracted pixels. This image may be used as long as it can generate an image with

溶滓像を有する画像について説明する。この画像は、例えば、最大値画像Im3(図6)である。画像生成部22は、時系列画像IMに関して、同じ画素座標の画素が示す画素値の最大値を求め、この画素座標の画素が示す画素値が最大値となる最大値画像Im3を生成する。図6は、出銑滓流PSの時系列画像IMと最大値画像Im3との関係を説明する説明図である。図6が図3と異なる点は、最小値画像Im2が最大値画像Im3と示されている点である。上述した最小値画像Im2の説明において、「最小値」が「最大値」に置き換えられることにより、最大値画像Im3の説明となるので、図6の詳しい説明は省略する。 An image having a slag image will be described. This image is, for example, the maximum value image Im3 (FIG. 6). The image generator 22 obtains the maximum value of the pixel values indicated by the pixels of the same pixel coordinates for the time-series images IM, and generates a maximum value image Im3 in which the pixel values indicated by the pixels of this pixel coordinate are the maximum values. FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the time-series image IM of the slag flow PS and the maximum value image Im3. FIG. 6 differs from FIG. 3 in that the minimum value image Im2 is shown as the maximum value image Im3. In the description of the minimum value image Im2 described above, replacing the "minimum value" with the "maximum value" leads to the description of the maximum value image Im3, so a detailed description of FIG. 6 is omitted.

最大値画像Im3は、溶滓像を有する画像の一例である。理由は以下の通りである。上述したように、出銑滓流PSは、溶銑と溶滓とが混じり合っており、溶銑上に、半透明な溶滓が乗っている。溶銑上に乗っている溶滓の厚みが薄い箇所では、溶銑の影響が大きいので、その箇所の画素値に基づいて算出された溶滓の温度は、真値よりかなり小さくなる。一方、溶銑上に乗っている溶滓の厚みが厚い箇所では、溶銑の影響がなく、または、影響が小さいので、その箇所の画素値に基づいて算出される溶滓の温度は、真値または、真値に近い。 The maximum value image Im3 is an example of an image having a slag image. The reason is as follows. As described above, the tapping slag flow PS is a mixture of hot metal and slag, and translucent slag is on top of the hot metal. At locations where the slag on the hot metal is thin, the influence of the molten iron is large, so the temperature of the slag calculated based on the pixel values at that location is considerably lower than the true value. On the other hand, at locations where the molten slag on the hot metal is thick, there is no effect of the molten iron, or the effect is small. , close to the true value.

このことは、時間軸で見れば、出銑滓流PS上の箇所が同じでも、溶銑の影響が大きいときと溶銑の影響が小さいときがある。よって、時系列画像IMに関して、同じ画素座標の画素の中で最も明るい画素(画素値が最大値を示す画素)が、溶銑の影響を受けていない画素、あるいは、溶銑の影響が最も少ない画素である。従って、その画素が示す画素値を基にして算出される温度が、溶滓の温度の真値、あるいは、真値に近い値を示している。最大値画像Im3の各画素が示す画素値は、以上のような最大値なので、最大値画像Im3は、溶滓像を有する画像として確からしい。 When viewed on the time axis, there are times when the influence of hot metal is large and times when the influence of hot metal is small even at the same point on the tapped slag flow PS. Therefore, regarding the time-series image IM, the brightest pixel (the pixel with the maximum pixel value) among the pixels with the same pixel coordinates is the pixel that is not affected by hot metal, or the pixel that is least affected by hot metal. be. Therefore, the temperature calculated based on the pixel value indicated by the pixel indicates the true temperature of the slag, or a value close to the true temperature. Since the pixel value indicated by each pixel of the maximum value image Im3 is the maximum value as described above, the maximum value image Im3 is likely to be an image having a slag image.

溶滓像を有する画像は、最大値画像Im3に限定されない。詳しく説明する。時系列画像IMに関して、同じ画素座標の画素の中で、例えば、2番目や3番目に大きい値でも溶滓像を有する画像を生成できるのであれば、この画像でもよい。また、時系列画像IMに関して、同じ画素座標の画素の中で、上位一定割合以内の画素値を示す画素が抽出され、抽出された画素が示す画素値の平均値や中央値でも溶滓像を有する画像を生成できるのであれば、この画像でもよい。 An image having a slag image is not limited to the maximum value image Im3. explain in detail. Regarding the time-series image IM, if an image having a slag image can be generated even with, for example, the second or third largest value among the pixels of the same pixel coordinates, this image may be used. In addition, regarding the time-series image IM, among the pixels of the same pixel coordinates, the pixels showing the pixel values within the upper fixed ratio are extracted, and the slag image is also obtained by the average value or the median value of the pixel values shown by the extracted pixels. This image may be used as long as it can generate an image with

図1を参照して、設定部23は、最小値画像Im2中および最大値画像Im3中に所定のサイズの評価領域ROI(図7)を設定する。評価領域ROIの設定の仕方は、最小値画像Im2と最大値画像Im3とで同じなので、最小値画像Im2を例にして説明する。図7は、図5に示す最小値画像Im2に評価領域ROIが設定された状態を示す模式図である。設定部23は、例えば、最小値画像Im2を出力部5に出力し、ユーザによる設定操作を入力部4で受け付けて、最小値画像Im2中に評価領域ROIを設定して良い。あるいは、設定部23は、例えば、最小値画像Im2中に評価領域ROIを自動的に設定して良い。より具体的には、例えば、設定部23は、まず、エッジフィルタを用いることによって最小値画像Im2における溶銑像111のエッジを検出し、これによって溶銑像111を抽出する。そして、設定部23は、この抽出した溶銑像111内に評価領域ROIを設定する。例えば、高炉SFの操業管理等を目的に出銑滓流PSの温度を測定している観点や、出銑口PHから離れるに従って生じる煙等によって出銑滓流PSの撮像が妨害される観点等から、設定部23は、溶銑像111において、出銑口PH付近のスラグ堆積や煙等の影響のなるべく少ない位置に、評価領域ROIを設定する。評価領域ROIのサイズは、複数のサンプルを用いて適宜に設定されるが、例えば、溶銑像111の幅(出銑滓流PSの流出方向に略直交する幅方向の長さ)の約2/3や約1/2の長さを持つ正方形や矩形等で設定される。 Referring to FIG. 1, setting unit 23 sets evaluation regions ROI (FIG. 7) of a predetermined size in minimum value image Im2 and maximum value image Im3. Since the method of setting the evaluation region ROI is the same for the minimum value image Im2 and the maximum value image Im3, the minimum value image Im2 will be described as an example. FIG. 7 is a schematic diagram showing a state in which the evaluation region ROI is set in the minimum value image Im2 shown in FIG. For example, the setting unit 23 may output the minimum value image Im2 to the output unit 5, receive a setting operation by the user at the input unit 4, and set the evaluation region ROI in the minimum value image Im2. Alternatively, the setting unit 23 may automatically set the evaluation region ROI in the minimum value image Im2, for example. More specifically, for example, the setting unit 23 first detects edges of the hot metal image 111 in the minimum value image Im2 by using an edge filter, thereby extracting the hot metal image 111 . Then, the setting unit 23 sets an evaluation region ROI within the extracted hot metal image 111 . For example, the temperature of the tapping slag flow PS is measured for the purpose of operation management of the blast furnace SF, and the viewpoint that the imaging of the tapping slag flow PS is hindered by smoke, etc., generated as the distance from the taphole PH increases. Therefore, the setting unit 23 sets the evaluation region ROI at a position in the hot metal image 111 where the effects of slag accumulation, smoke, etc. near the taphole PH are as small as possible. The size of the evaluation region ROI is appropriately set using a plurality of samples. A square or rectangle having a length of 3 or about 1/2 is set.

図1を参照して、抽出部24は、設定部23で設定された評価領域ROIを構成する画素が示す画素値の代表値を抽出する。最小値画像Im2の場合、代表値は、例えば、評価領域ROIを構成する全画素において、画素値の最小値、画素値の平均値、画素値の中央値、または、下位一定割合の画素値の平均値である。下位一定割合の画素値の平均値とは、評価領域ROIを構成する全画素の画素値の中で、下位一定割合(例えば、下位5%)の画素値の平均値である。最大値画像Im3の場合、代表値は、例えば、評価領域ROIを構成する全画素において、画素値の最大値、画素値の平均値、画素値の中央値、または、上位一定割合の画素値の平均値である。上位一定割合の画素値の平均値とは、評価領域ROIを構成する全画素の画素値の中で、上位一定割合(例えば、上位5%)の画素値の平均値である。 Referring to FIG. 1 , extraction unit 24 extracts a representative value of pixel values indicated by pixels forming evaluation region ROI set by setting unit 23 . In the case of the minimum value image Im2, the representative value is, for example, the minimum value of the pixel values, the average value of the pixel values, the median value of the pixel values, or the lower fixed percentage of the pixel values in all the pixels forming the evaluation region ROI. Average value. The average value of the pixel values of the lower constant percentage is the average value of the pixel values of the lower constant percentage (for example, the lower 5%) among the pixel values of all the pixels forming the evaluation region ROI. In the case of the maximum value image Im3, the representative value is, for example, the maximum value of the pixel values, the average value of the pixel values, the median value of the pixel values, or the pixel values of a certain percentage of the top pixels in all the pixels that make up the evaluation region ROI. Average value. The average value of pixel values of a certain upper percentage is the average value of pixel values of a certain upper percentage (for example, the top 5%) among the pixel values of all the pixels forming the evaluation region ROI.

なお、抽出部24は、評価領域ROIを用いないで、代表値を抽出してもよい。例えば、抽出部24は、最小値画像Im2から溶銑像111を抽出し、溶銑像111を構成する全画素の画素値を用いて、代表値を抽出してもよいし、溶銑像111を構成する全画素の中からランダムに複数の画素を選択し、これらの画素が示す画素値を用いて、代表値を抽出してもよい。例えば、抽出部24は、最大値画像Im3から溶滓像を抽出し、溶滓像を構成する全画素の画素値を用いて、代表値を抽出してもよいし、溶滓像を構成する全画素の中からランダムに複数の画素を選択し、これらの画素が示す画素値を用いて、代表値を抽出してもよい。 Note that the extraction unit 24 may extract the representative value without using the evaluation region ROI. For example, the extraction unit 24 may extract the hot metal image 111 from the minimum value image Im2 and extract the representative value using the pixel values of all the pixels forming the hot metal image 111. A plurality of pixels may be randomly selected from all the pixels, and the pixel values indicated by these pixels may be used to extract the representative value. For example, the extraction unit 24 may extract the slag image from the maximum value image Im3 and extract the representative value using the pixel values of all the pixels forming the slag image. A plurality of pixels may be randomly selected from all the pixels, and the pixel values indicated by these pixels may be used to extract the representative value.

温度算出部25は、抽出部24で抽出した代表値を用いて、出銑滓流PSに含まれる溶銑および溶滓の温度を求める。より具体的には、温度算出部25は、溶銑像111に設定された評価領域ROIの代表値(代表値は放射輝度を示す)を温度に変換し、この温度を溶銑の温度として算出する。同様に、温度算出部25は、溶滓像(不図示)に設定された評価領域ROIの代表値(代表値は放射輝度を示す)を温度に変換し、この温度を溶滓の温度として算出する。このように、温度算出部25は、溶銑像111を構成する画素が示す画素値を基にして、出銑滓流PSに含まれる溶銑の温度を算出し、また、溶滓像を構成する画素が示す画素値を基にして、出銑滓流PSに含まれる溶滓の温度を算出する。 The temperature calculation unit 25 uses the representative values extracted by the extraction unit 24 to obtain the temperatures of the hot metal and slag contained in the tapped slag flow PS. More specifically, the temperature calculator 25 converts the representative value (the representative value indicates the radiance) of the evaluation region ROI set in the molten iron image 111 into a temperature, and calculates this temperature as the temperature of the molten iron. Similarly, the temperature calculation unit 25 converts the representative value (the representative value indicates the radiance) of the evaluation region ROI set in the slag image (not shown) into temperature, and calculates this temperature as the temperature of the slag. do. In this way, the temperature calculation unit 25 calculates the temperature of the hot metal contained in the tapping slag flow PS based on the pixel values indicated by the pixels forming the molten iron image 111, and calculates the temperature of the pixels forming the molten slag image 111. The temperature of slag contained in the tapped slag flow PS is calculated based on the pixel value indicated by .

以上説明したように、溶銑の温度は、溶銑像111を構成する画素が示す画素値を基にして算出される。よって、溶銑の温度の算出において、溶滓の温度の影響を受けないようにすることができるので、溶銑の温度の測定精度を向上させることができる。また、溶滓の温度は、溶滓像を構成する画素が示す画素値を基にして算出される。よって、溶滓の温度の算出において、溶銑の温度の影響を受けないようにすることができるので、溶滓の温度の測定精度を向上させることができる。 As described above, the temperature of hot metal is calculated based on the pixel values indicated by the pixels forming the hot metal image 111 . Therefore, in calculating the temperature of the molten iron, it is possible to avoid the influence of the temperature of the molten slag, so it is possible to improve the measurement accuracy of the temperature of the molten iron. Further, the temperature of the molten slag is calculated based on the pixel values indicated by the pixels forming the slag image. Therefore, in calculating the temperature of the molten slag, it is possible to avoid the influence of the temperature of the molten iron, so that the measurement accuracy of the temperature of the molten slag can be improved.

これら制御処理部2、記憶部3、入力部4、出力部5およびIF部6は、例えば、デスクトップ型やノード型等のコンピュータによって構成可能である。 These control processing unit 2, storage unit 3, input unit 4, output unit 5, and IF unit 6 can be configured by, for example, a desktop-type or node-type computer.

次に、第1実施形態における温度測定装置T1の動作について説明する。図8は、この動作を示すフローチャートである。図1、図2および図8を参照して、温度測定装置T1は、その電源が投入されると、必要な各部の初期化を実行し、その稼働を始める。その制御処理プログラムの実行によって、制御処理部2には、制御部21、画像生成部22、設定部23、抽出部24および温度算出部25が機能的に構成される。 Next, operation of the temperature measuring device T1 in the first embodiment will be described. FIG. 8 is a flow chart showing this operation. Referring to FIGS. 1, 2 and 8, when temperature measuring device T1 is powered on, it initializes each necessary part and starts its operation. By executing the control processing program, the control processing unit 2 is functionally configured with a control unit 21 , an image generation unit 22 , a setting unit 23 , an extraction unit 24 and a temperature calculation unit 25 .

制御処理部2は、撮像部1を制御して、出銑口PHから流出する出銑滓流PSの時系列画像IMを撮像させ、時系列画像IMを取得する(S11)。 The control processing unit 2 controls the imaging unit 1 to capture time-series images IM of the tapping slag flow PS flowing out from the tap hole PH, and acquires the time-series images IM (S11).

画像生成部22は、処理S11で取得された時系列画像IMを用いて、最小値画像Im2および最大値画像Im3を生成する(S12)。 The image generation unit 22 generates a minimum value image Im2 and a maximum value image Im3 using the time-series images IM obtained in process S11 (S12).

設定部23は、処理S12で生成された最小値画像Im2、最大値画像Im3のそれぞれに対して、評価領域ROIを設定する(S13)。 The setting unit 23 sets an evaluation region ROI for each of the minimum value image Im2 and the maximum value image Im3 generated in process S12 (S13).

抽出部24は、処理S13で設定された評価領域ROIの代表値を抽出する(S14)。代表値は2つである。一つは、最小値画像Im2に設定された評価領域ROIの代表値であり、もう一つは、最大値画像Im3に設定された評価領域ROIの代表値である。 The extraction unit 24 extracts the representative value of the evaluation region ROI set in process S13 (S14). There are two representative values. One is the representative value of the evaluation region ROI set in the minimum value image Im2, and the other is the representative value of the evaluation region ROI set in the maximum value image Im3.

温度算出部25は、処理S14で抽出された代表値を用いて、出銑滓流PSに含まれる溶銑および溶滓のそれぞれの温度を算出する(S15)。 The temperature calculator 25 uses the representative values extracted in step S14 to calculate the temperature of each of the hot metal and molten slag contained in the tapping slag flow PS (S15).

制御部21は、出力部5を制御し、処理S15で算出された溶銑および溶滓の温度を出力部5から外部へ出力させ(S16)、処理を終了する。なお、必要に応じて、制御部21は、これら算出された溶銑および溶滓の温度をIF部6から外部の機器へ出力しても良い。 The control unit 21 controls the output unit 5 to output the temperatures of the hot metal and molten slag calculated in step S15 from the output unit 5 (S16), and terminates the process. Note that the control unit 21 may output the calculated temperatures of the hot metal and molten slag from the IF unit 6 to an external device, if necessary.

このような溶銑および溶滓の温度を算出するための上述した各処理が、高炉SFの操業中、所定の時間間隔で、繰り返し実行され、出銑滓流PSに含まれる溶銑および溶滓の温度がモニタ(監視)される。 Each of the above-described processes for calculating the temperature of the molten iron and slag is repeatedly executed at predetermined time intervals during operation of the blast furnace SF, and the temperature of the molten iron and slag contained in the tapped slag flow PS is is monitored.

第2実施形態について、第1実施形態との相違点を中心にして説明する。図9は、第2実施形態における温度測定装置T2の構成を示すブロック図である。制御処理部2は、判定部26をさらに備える。判定部26は、最小値画像Im2に含まれる溶銑像111を構成する画素が示す画素値の有効性を、しきい値を用いて判定する。また、判定部26は、最大値画像Im3に含まれる溶滓像を構成する画素が示す画素値の有効性を、しきい値を用いて判定する。 The second embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment. FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the temperature measuring device T2 according to the second embodiment. The control processing unit 2 further includes a determination unit 26 . The determining unit 26 determines the validity of the pixel values indicated by the pixels forming the hot metal image 111 included in the minimum value image Im2 using a threshold. Further, the determining unit 26 determines the validity of the pixel values indicated by the pixels forming the slag image included in the maximum value image Im3 using a threshold value.

図2を参照して、出銑滓流PSが流れる現場で、煙や水蒸気のような気体が発生し、撮像部1が、この気体を介して出銑滓流PSの時系列画像IMを撮影することがある。気体は、出銑滓流PSから放出された放射エネルギーを減衰させる要因となる。従って、撮像部1と出銑滓流PSとの間に、この気体が存在していれば、時系列画像IMを構成する各画像の出銑滓流像101において、気体と重なる領域は、画素値が小さくなる。この結果、最小値画像Im2の溶銑像111において、気体と重なる領域は、画素値が小さくなる。これを図10で説明する。 Referring to FIG. 2, gas such as smoke or water vapor is generated at the site where the tapping slag flow PS flows, and the imaging unit 1 captures time-series images IM of the tapping slag flow PS through this gas. I have something to do. The gas is a factor that attenuates the radiant energy emitted from the tapping slag stream PS. Therefore, if this gas exists between the imaging unit 1 and the tapped slag flow PS, the region overlapping the gas in the tapped slag flow image 101 of each image forming the time-series image IM is a pixel value becomes smaller. As a result, in the hot metal image 111 of the minimum value image Im2, the pixel values of the regions overlapping with the gas are small. This is explained in FIG.

図10は、撮像部1と出銑滓流PSとの間に煙が発生している状態で撮影された時系列画像IMを用いて生成された最小値画像Im2の一例を示す模式図である。溶銑像111は、出銑口側の部分111aと出銑樋側の部分111bとで全体的な明るさが異なる。出銑樋側の部分111bは、出銑口側の部分111aより暗い。これは、出銑樋側の部分111bが気体と重なる領域だからである。従って、出銑樋側の部分111bを構成する画素が示す画素値に基づいて算出された溶銑の温度は、実際の溶銑の温度より低くなる。このような画素値に基づいて、溶銑の温度が算出されると、溶銑の温度の測定精度が低下する。 FIG. 10 is a schematic diagram showing an example of the minimum value image Im2 generated using the time-series images IM captured in a state where smoke is generated between the imaging unit 1 and the tapped slag stream PS. . The hot metal image 111 has different overall brightness between the tap hole side portion 111a and the tapping trough side portion 111b. The tap trough side portion 111b is darker than the tap hole side portion 111a. This is because the portion 111b on the tapping trough side overlaps with the gas. Therefore, the hot metal temperature calculated based on the pixel values indicated by the pixels forming the tapping trough side portion 111b is lower than the actual hot metal temperature. If the temperature of the molten iron is calculated based on such pixel values, the measurement accuracy of the temperature of the molten iron decreases.

最大値画像Im3の溶滓像(不図示)を用いて算出される溶滓の温度についても同様のことが言える。 The same can be said for the temperature of the molten slag calculated using the slag image (not shown) of the maximum value image Im3.

図11は、図5および図10に示す最小値画像Im2において、出銑滓流PSの流出方向に沿って引かれた一直線上の輝度変化を示すグラフである。横軸は、画素数で表した距離である。縦軸は、画素値で表した明るさである。図5に示す出銑像は、明るさの変動幅が小さい。これに対して、図10に示す出銑像は、距離が約140を境にして、明るさが大きく低下している。これは、距離が約140より前は、出銑口側の部分111aであることを示し、距離が約140より後は、出銑樋側の部分111bであることを示している。 FIG. 11 is a graph showing changes in luminance on a straight line drawn along the outflow direction of the tapping flow PS in the minimum value image Im2 shown in FIGS. The horizontal axis is the distance represented by the number of pixels. The vertical axis represents brightness represented by pixel values. The tapping image shown in FIG. 5 has a small brightness fluctuation range. On the other hand, the tapping image shown in FIG. 10 has a significant drop in brightness at a distance of about 140. As shown in FIG. This indicates that the distance before about 140 is the tap hole side portion 111a, and the distance after about 140 indicates the tapping trough side portion 111b.

図5に示す溶銑像111と図10に示す出銑口側の部分111aとは、画素値がほぼ同じである。図10に示す出銑樋側の部分111bは、図5に示す溶銑像111および図10に示す出銑口側の部分111aと比べて、画素値が小さい。すなわち、煙が発生し、この影響を受けている場合の溶銑像111(例えば、出銑樋側の部分111b)は、煙が発生していない場合の溶銑像111(例えば、図5に示す溶銑像111)や、煙が発生しているがこの影響を受けていない場合の溶銑像111(例えば、出銑口側の部分111a)と比べて、溶銑像111を構成する画素が示す画素値が小さい。従って、しきい値を用いることより、溶銑像111を構成する画素の有効性を判定することができる。詳しく説明する。 The pixel values of the hot metal image 111 shown in FIG. 5 and the tap hole side portion 111a shown in FIG. 10 are substantially the same. The tapping trough side portion 111b shown in FIG. 10 has a smaller pixel value than the molten iron image 111 shown in FIG. 5 and the taphole side portion 111a shown in FIG. That is, the hot metal image 111 (for example, the portion 111b on the tapping trough side) when smoke is generated and affected by this is the same as the hot metal image 111 (for example, the hot metal image shown in FIG. 5) when smoke is not generated. image 111) and the hot metal image 111 (for example, the portion 111a on the taphole side) when smoke is generated but is not affected by the smoke, the pixel values indicated by the pixels constituting the hot metal image 111 are small. Therefore, by using the threshold value, the effectiveness of the pixels forming the hot metal image 111 can be determined. explain in detail.

例えば、オペレータが、図5および図10を基にして、煙が原因で溶銑像111を構成する画素が示す画素値が本来の値より小さいか否かを判定するためのしきい値を決める。判定部26は、図8に示す処理S14と処理S15との間において、溶銑像111を構成する画素が示す画素値の有効性を判定する。すなわち、判定部26は、最小値画像Im2の溶銑像111に設定された評価領域ROIを構成する画素が示す画素値の代表値がしきい値以上のとき、溶銑像111を構成する画素が示す画素値の有効性を認める。温度算出部25は、その代表値を用いて溶銑の温度を算出する。 For example, based on FIGS. 5 and 10, the operator determines a threshold value for determining whether or not the pixel value indicated by the pixels forming the hot metal image 111 is smaller than the original value due to smoke. The determination unit 26 determines the validity of the pixel values indicated by the pixels forming the hot metal image 111 between the process S14 and the process S15 shown in FIG. That is, when the representative value of the pixel values indicated by the pixels forming the evaluation region ROI set in the hot metal image 111 of the minimum value image Im2 is equal to or greater than the threshold value, the determination unit 26 determines that the pixels forming the hot metal image 111 indicate Validate pixel values. The temperature calculator 25 calculates the temperature of the hot metal using the representative value.

これに対して、判定部26は、代表値がしきい値より小さいとき、溶銑像111を構成する画素が示す画素値の有効性を否定する。この場合、例えば、以下の(1)、(2)、(3)のいずれかの対応が考えられる。 On the other hand, when the representative value is smaller than the threshold value, the determination unit 26 denies the validity of the pixel values indicated by the pixels forming the hot metal image 111 . In this case, for example, any one of the following (1), (2), and (3) can be considered.

(1)この溶銑像111を有する最小値画像Im2は、溶銑の温度の測定対象から除外する。 (1) The minimum value image Im2 having this hot metal image 111 is excluded from the hot metal temperature measurement target.

(2)設定部23は、評価領域ROIの位置を移動させ、判定部26は、移動後の評価領域ROIを構成する画素が示す画素値の代表値について、しきい値を用いた判定処理をする。 (2) The setting unit 23 moves the position of the evaluation region ROI, and the determination unit 26 performs determination processing using a threshold for the representative value of the pixel values indicated by the pixels forming the evaluation region ROI after movement. do.

(3)温度算出部25は、しきい値より小さい代表値を用いて 溶銑の温度を算出するが、この温度にエラーフラグを付加する。 (3) The temperature calculator 25 calculates the temperature of the hot metal using a representative value smaller than the threshold, but adds an error flag to this temperature.

同様に、判定部26は、溶滓像を構成する画素が示す画素値の有効性を、しきい値を用いて判定する。 Similarly, the determination unit 26 determines the validity of the pixel values indicated by the pixels forming the slag image using a threshold value.

101 出銑滓流像
102 背景
111 溶銑像
111a 出銑口側の部分
111b 出銑樋側の部分
112 背景
IM 時系列画像
Im1 時系列画像を構成する画像
Im2 最小値画像(溶銑像を有する画像)
Im3 最大値画像(溶滓像を有する画像)
ROI 評価領域
T1,T2 温度測定装置
SF 高炉
PH 出銑口
CV 出銑樋カバー
SG 出銑樋
PS 出銑滓流
101 tapping slag flow image 102 background 111 hot metal image 111a taphole side portion 111b tapping trough side portion 112 background IM time-series image Im1 image Im2 constituting time-series images minimum value image (image with hot metal image)
Im3 maximum intensity image (image with slag image)
ROI evaluation area T1, T2 Temperature measuring device SF Blast furnace PH Tap hole CV Tap iron trough cover SG Tap trough PS Tapping slag flow

Claims (3)

出銑滓流の時系列画像を用いて、前記出銑滓流に含まれる溶銑を示す溶銑像を有する画像を生成する画像生成部と、
前記溶銑像を構成する画素が示す画素値を基にして、前記出銑滓流に含まれる前記溶銑の温度を算出する温度算出部と、を備え、
前記溶銑像を有する画像は、最小値画像であり
前記画像生成部は、前記時系列画像に関して、同じ画素座標の画素が示す画素値の最小値を求め、前記画素座標の画素が示す画素値が前記最小値となる前記最小値画像を生成する、
温度測定装置。
an image generation unit for generating an image having a hot metal image showing molten iron contained in the tapping slag flow, using time-series images of the tapping slag flow;
a temperature calculation unit that calculates the temperature of the molten iron contained in the tapping slag flow based on the pixel values indicated by the pixels forming the molten iron image,
The image having the hot metal image is a minimum value image ,
The image generation unit obtains a minimum value of pixel values indicated by pixels having the same pixel coordinates with respect to the time-series images, and generates the minimum value image in which the pixel values indicated by the pixels having the pixel coordinates are the minimum values. ,
Temperature measuring device.
前記溶銑像を構成する画素が示す画素値の有効性を、しきい値を用いて判定する判定部をさらに備える、
請求項1記載の温度測定装置。
further comprising a determining unit that determines, using a threshold value, the validity of the pixel values indicated by the pixels forming the hot metal image;
The temperature measuring device according to claim 1.
出銑滓流の時系列画像を用いて、前記出銑滓流に含まれる溶銑を示す溶銑像を有する画像を生成する画像生成ステップと、
前記溶銑像を構成する画素が示す画素値を基にして、前記出銑滓流に含まれる前記溶銑の温度を算出する温度算出ステップと、を備え、
前記溶銑像を有する画像は、最小値画像であり
前記画像生成ステップは、前記時系列画像に関して、同じ画素座標の画素が示す画素値の最小値を求め、前記画素座標の画素が示す画素値が前記最小値となる前記最小値画像を生成する、
温度測定方法。
an image generation step of generating an image having a hot metal image showing hot metal contained in the tapping slag flow, using time-series images of the tapping slag flow;
a temperature calculation step of calculating the temperature of the molten iron contained in the tapping slag flow based on the pixel values indicated by the pixels forming the molten iron image;
The image having the hot metal image is a minimum value image ,
The image generating step obtains a minimum value of pixel values indicated by pixels having the same pixel coordinates with respect to the time-series images, and generates the minimum value image in which the pixel values indicated by the pixels having the pixel coordinates are the minimum values. ,
temperature measurement method.
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