发明名称 一种连铸坯表面纵裂纹在线检测方法
摘要 一种连铸坯表面纵裂纹在线检测方法,属于钢铁冶金连铸检测技术领域。通过检测结晶器铜板热电偶的温度信号,将结晶器铜板温度差值以二维热像图的形式呈现给现场控制人员,根据表面纵裂纹在结晶器内的形成和温度分布特点,利用计算机视觉技术检索温度的异常变化,标记热像图中的裂纹区域,并提取区域的几何、移动特征,在线检测铸坯表面纵裂的形成和发展过程。本发明将结晶器可视化与计算机视觉技术有机结合,可视化呈现铸坯表面纵裂纹形成、扩展及其移动的全部过程,克服以往仅根据温度一维趋势判断纵裂纹的局限,提高纵裂纹检测结果的准确性,对连铸坯质量控制起到积极作用。
申请公布号 CN104181196B 申请公布日期 2016.06.29
申请号 CN201410458785.7 申请日期 2014.09.09
申请人 大连理工大学 发明人 王旭东;姚曼;刘宇
分类号 G01N25/20(2006.01)I 主分类号 G01N25/20(2006.01)I
代理机构 大连星海专利事务所 21208 代理人 花向阳
主权项 一种连铸坯表面纵裂纹在线检测方法,其特征在于,将结晶器可视化与计算机视觉技术相结合,实时呈现结晶器铜板温度差值及异常温度区域,在线识别、判定连铸坯表面纵裂纹,其检测步骤如下:第一步、结晶器铜板温度实时检测及温度差值可视化(1)沿结晶器纵向布置不少于3排测点,采用结晶器温度检测系统,在线获取热电偶温度值,将温度数据进行预处理,消除现场复杂电磁环境对温度数据的干扰;(2)采用多项式插值算法,对热电偶温度数据进行横向、纵向插值运算,计算出非测点位置网格单元的结晶器铜板温度,进而获得结晶器铜板整体的温度二维分布;(3)将插值计算后结晶器铜板温度数据存储在二维数组T[x,y]中,依据程序中预先设定的温度‑颜色对应关系,绘制结晶器铜板热像图,在浇铸生产过程中,可视化呈现结晶器铜板温度的二维分布;(4)计算热像图中每个网格单元在当前时刻t之前n秒温度的均值,将相同网格单元当前时刻t的温度T[x,y]与其之前n秒温度的均值做差,将温度差值存储在二维数组D[x,y]中;(5)根据设定铜板温度差值‑颜色对应关系,绘制结晶器铜板温度差值热像图,实时、准确反映结晶器铜板温度变化;第二步、冷点区域阈值分割和标记(1)在结晶器铜板温度差值热像图中搜索冷点区域;(2)采用图像处理中的阈值分割算法,将D[x,y]中小于设定阈值‑2.5℃的冷点区域进行分离;(3)采用八连通判别算法,对冷点区域进行连通性判断,将属于同一个冷点区域赋予统一标号,以便于分析冷点区域特征;第三步、特征信息提取根据网格单元与铜板尺寸对应关系,对冷点区域进行特征提取;提取异常区域温度差值均值、温度差值最大值、面积、高度、宽度、区域重心坐标、移动速率、移动方向与水平方向的夹角;第四步、铸坯纵裂温度模式识别与判断(1)冷点区域的温度差值均值小于‑4.2℃;(2)冷点区域面积大于0.025m<sup>2</sup>;(3)冷点区域高度大于0.142m,宽度小于0.074m;(4)冷点区域高宽比大于1.9;(5)冷点区域纵向移动方向与浇铸方向之间的夹角小于10度;(6)冷点区域纵向移动速率与浇铸速率之间的偏差不超过浇铸速率的20%;若同时满足上述(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)条件时,则判定铸坯表面出现纵裂。
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