嵌入式红外热像下渣检测系统

《嵌入式红外热像下渣检测系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、嵌入式红外热像下渣检测系统摘要：为了控制从转炉进入钢包的钢渣量，提高钢水收得率，净化钢水质量，提高钢包合金化过程中的合金元素收得率，利用钢水与钢渣因发射率的不同而形成的红外热成像的差别，提出了一种方便简捷的嵌入式红外热像下渣检测系统。采用DSP处理器实时处理采集到的钢流图像数据，并通过HPI通信接口将信号传给ARM处理器，从而实现对转炉出钢过程的实时监控。ARM处理器通过主机并行接口HPI(HostPortInterface)与DSP进行通讯，采用MiniGUI设计了嵌入式环境下图形界面系统(GUI)。结果表明，该系统

2、能将钢流的状态以图形化方式显示，并通过调整钢渣图像所占比例来确定报警值，满足现场不同需要。关键词：嵌入式系统，红外热像，下渣检测，转炉出渣EmbeddedinfraredthermographicslagdetectionsystemAbstract：Tocontrolthecontentofslagpouringintotheladlefromtheconverter,improvethemoltensteelyield,purifythemoltensteelquality,andimprovethealloyin

3、gelementsyieldintheprogressofalloyingladle,aconvenienceandshort-cutembeddedinfraredthermographicslagdetectionsystemwaspresentedbyusingthedifferencethermalinfraredimagesofliquidsteelandliquidslagcausedbytheirdifferentemissivity.ThesystemadoptedDSPdigitalsignalpro

4、cessortoreal-timeprocessthesampledsteelflowimagedata,andtransmittedthesignalstoARMprocessorusingtheHPIcommunicationinterfacetoreal-timemonitorthetappingprocedureofconverter.ARMprocessorcommunicatedwithDSPbymeansoftheHostPortInterface(HPI).Theusergraphicinterface

5、(GUI)basedonMiniGUIwasdesignedinembeddedenvironment.Theresultsindicatethatthesystemcandisplaysteelflowinformationintheformofgraph,andcansetthealarmvaluebyregulatingtheratioofslagimagetomeetthedifferentdemandinfield.Keywords:embeddedsystem;infraredthermographic;s

6、lagdetection;convertertapping转炉炼钢时，钢水较重，在转炉中沉于底部，钢渣大多数为非金属氧化物，比重较轻，只有纯钢水比重的1/3左右，轻浮于钢水上部。当冶炼完成开始出钢时，将转炉慢慢倾斜，钢水从出钢口流出到钢罐中，炉中钢水和钢渣逐渐下沉；当钢水快要流尽时，钢渣逐渐开始流出[1]。为降低钢包中脱氧剂的消耗量，同时为提高钢包合金化过程中的合金元素收得率，净化钢水质量，提高钢水收得率，必须将出钢时带出到钢包内的钢渣量控制到最低限度。为此国外相继开发了电磁检测法[2]、红外检测法[3-4]等方法对下

7、渣过程进行检测与控制。虽然上述方法在连铸生产中获得了较为成功的应用，取得了一定的经济效益，但是其在应用过程中均存在使用成本高、体积大、功耗大、稳定性差、以及不易安装维护等问题。因此，本文提出将红外热像检测系统嵌入式化，充分利用嵌入式系统的高可靠性、低成本、体积小、功耗低等优势，并结合红外热像技术对数据进行处理与识别，搭建了嵌入式红外热像下渣检测系统。下面将对嵌入式系统硬件架构、下上位机通信模块的实现、图像信号的识别与处理及上位机图形界面的设计等几个方面的问题展开讨论。1工作原理与嵌入式系统构成1.1下渣检测基本原理红外

8、热像下渣检测利用在远红外波段钢水与钢渣显示出不同的辐射特性即发射率不同，来进行下渣识别的。所有能够产生红外放射的物体都可以被具备红外摄像机的热成像系统检测到[5]。钢铁冶炼过程中，钢渣浮在钢水的上部，二者的温度是接近相同的。因为钢渣的发射率要比钢水的大一些，所以在熔融的钢渣倾倒进钢包时，红外热成像系统将会检测到相对较热的熔融钢渣信