[发明专利]一种用3D摄像或照相来监测结晶器内液面波动的方法

摘要

本发明涉及一种用3D摄像或照相来监测结晶器内液面波动的方法。该方法是采用面域的测距方法，即选取结晶器液面的面域内的距离，这个距离不是一个点的距离，而是将选取面域内分割为N个单元，每个单元都有对应的距离数据，构成面域距离的是一个数据组，该数据组可以随时间连续记录。该数据组可以得到两组数据：液面被分割的各单元的波动幅度数据；液面被分割的各单元的波动速率数据。这两组数据对于研究结晶器的流场至关重要，它能直接反应结晶器内部的钢液流动的情况，是否有卷渣现象或是否有卷渣趋势有着直观的判断，对于稳定和提高铸坯质量有着重要意义。

主权项

1.一种用3D摄像或照相来监测结晶器内液面波动的方法，其特征在于具体步骤如下：（1）在结晶器内选取需要测定的某一位置结晶器液面的面域，由3D激光摄像机或3D激光照相机对准所要扫描的结晶器液面的面域，并与计算机以串行的协议通讯连接；开始生产时，启动3D激光摄像机或3D激光照相机开始扫描，扫描完该结晶器液面一遍为一帧图像，同时记录为一个数据组;该数据组记录了在当时时刻下，某一位置结晶器液面的面域与3D激光摄像机或3D激光照相机之间的距离值；（2）重复步骤（1），用计算机记录下整个生产过程的所有结晶器的面域与3D激光摄像机或3D激光照相机之间的距离值，得到整个结晶器液面所有的波动数据组；（3）当步骤（2）完成后，所有的波动数据组记录完成后，研究人员在计算机中对波动数据组进行处理；采用3D激光摄像机或3D激光照相机得到液面波动的波动幅值，以采用3D激光摄像机或3D激光照相机得到液面波动的波动幅值为纵坐标，以测量的时间为横坐标，得到液面波动的波动速率，由计算机建立动态的液面实时曲线；（4）根据步骤（3）得到的液面波动的波动幅值和波动速率，就可以正确地对连铸的拉速、二冷配水、浸入式水口位置进行调整；（4.1）将装有3D激光摄像机或3D激光照相机的支架固定在连铸结晶器上方，将3D激光摄像机或3D激光照相机镜头调整对准所有结晶器液面区域；3D激光摄像机或3D激光照相机采用通讯的方式连接计算机，计算机屏幕可显示检测的结晶器液面区域，在计算机中调整好激光测距的基准位置；根据所要检测的波动幅值精度的需要，在计算机中设置好区域的分辨率，分辨率设置的越高，则测量区域分割的单位面积越小，计算机中的数据组就越大；反之分辨率降低，数据组规模减小；（4.2）开始生产时启动检测系统，3D激光摄像机或3D激光照相机以一定的速度扫描，同时将扫描得到结晶器液面区域的数据送入计算机中，扫描完整个检测结晶器液面，计算机生成一个数据组，该数据组与上一个数据组的偏差，可进一步生成数据偏差矩阵，数据偏差矩阵的每个波动幅值也就是液面每个分割单位面积的波动幅值；同时可以在计算机屏幕上直接观测实时的液面波动；（4.3）将数据偏差矩阵记录下来，由流场研究人员将数据再进行处理，将每个分割单位面积的波动幅值和波动速率数据计算出来，进而对结晶器内的流场进行分析，再优化。