專利名稱：一種大包下渣的自動(dòng)檢測系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)鋼包下渣檢測技術(shù)，尤其涉及大包下渣的自動(dòng)檢測系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
在鋼包向中間包澆注過程中為防止鋼水二次氧化，一般采用長水口保護(hù)鋼流。為了控制中間包鋼渣含量，減小其中的下渣量，在鋼包澆注接近終了時(shí)，很多鋼廠采用如下方式來檢測鋼包下渣情況。一是提前拆去長水口，根據(jù)鋼水和鋼渣的顏色，通過人工肉眼觀察的方法來判斷是否下渣。這種方法雖然簡單，但會(huì)產(chǎn)生很多不良影響。并且，由于提前拆除長水口，大包澆鑄末期的鋼水將被二次氧化。由于鋼水和鋼渣均為熾熱狀態(tài)，工作環(huán)境惡劣，操作工難以準(zhǔn)確判斷是否下渣，當(dāng)鋼流基本達(dá)到全渣時(shí)，才能分辨出下渣，然后關(guān)閉滑動(dòng)水口，此時(shí)已有大量的鋼渣進(jìn)入中間包。為避免此種情況的發(fā)生，操作者不得不提前關(guān)閉水口，尤其對(duì)要求嚴(yán)格的鋼種更是如此。這樣就會(huì)造成鋼包中殘鋼量上升，鋼水收得率的降低。因人工判斷下渣主觀性較大，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致中間包鋼渣量增加，而鋼渣對(duì)中間包的耐火材料有很大浸蝕作用，會(huì)縮短中間包耐火材料和滑動(dòng)水口滑板的壽命。此外，強(qiáng)氧化性爐渣進(jìn)入中間包內(nèi)鋼水全氧量增加，造成鑄坯缺陷。而且長期用肉眼觀察鋼流下渣情況，會(huì)對(duì)操作者的眼睛造成傷害或使其面部灼傷，不利于對(duì)工人的勞動(dòng)保護(hù)。二是為提高中間包鋼水的純凈度，改善鑄坯質(zhì)量，降低鋼包的殘鋼量以及延長中間包襯耐材料壽命等，在鋼包澆注后期對(duì)下渣進(jìn)行自動(dòng)檢測與控制。目前，國內(nèi)外對(duì)鋼包下渣情況進(jìn)行自動(dòng)檢測的方法很多，如稱重檢測法、電磁檢測法、超聲波檢測法和紅外檢測法，振動(dòng)檢測法等。其中電磁檢測法和振動(dòng)檢測法已在國內(nèi)外不少鋼鐵企業(yè)中得到實(shí)際應(yīng)用。大包下渣的電磁檢測法，其原理是利用鋼水與鋼渣磁導(dǎo)率的不同來檢測鋼渣。當(dāng)高頻電流通過第一個(gè)線圈，線圈中心又有鋼流流過時(shí)，鋼流將有磁場產(chǎn)生。國內(nèi)的武鋼、寶鋼等鋼鐵公司等都在進(jìn)行研制及試生產(chǎn)。但在使用過程中暴露出不少問題，其中最突出的一點(diǎn)是，現(xiàn)有的方法需要將傳感器線圈埋在鋼包座磚水口附近，這就需要對(duì)連鑄車間所有鋼包進(jìn)行改造，而且傳感器線圈位于出鋼口附近，因環(huán)境溫度較高，其使用壽命也會(huì)受到嚴(yán)重影響，因此使用此系統(tǒng)的制造和維護(hù)的費(fèi)用都很高。大包下渣的振動(dòng)檢測法，其最初的實(shí)踐來源于鋼水澆注的現(xiàn)場。在連鑄過程中，經(jīng)驗(yàn)豐富的操作工可以通過澆鑄末期所感受到的鋼包長水口操作臂振動(dòng)的變化而先于視覺觀察，由此判斷出鋼包是否下渣。大量的現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)也證明了操作臂的振動(dòng)與長水口內(nèi)流動(dòng)的鋼水和鋼渣量密切相關(guān)。事實(shí)上，在鋼水從鋼包流入到中間包的過程中，長水口管和與之相連的操作臂會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的振動(dòng)，水口開度越大，使得鋼水流量越大，則振動(dòng)就越劇烈； 而鋼渣比重大約是鋼水的三分之一，因此由鋼渣流動(dòng)與純鋼水流動(dòng)引起的振動(dòng)必然會(huì)有差異。因此，理論上通過檢測操作臂的振動(dòng)應(yīng)能夠間接地檢測長水口內(nèi)鋼水流動(dòng)狀態(tài)的變化情況。上述大包下渣的振動(dòng)檢測法的核心是對(duì)振動(dòng)信號(hào)的分析和處理，要能及時(shí)準(zhǔn)確判斷鋼流中是否混有鋼渣，并從中提取出鋼渣特征參數(shù)，發(fā)出見渣信號(hào)。由于澆注過程中的振動(dòng)情況比較復(fù)雜，影響操作臂振動(dòng)的因素很多，譬如，鋼包滑動(dòng)水口的開度對(duì)振動(dòng)信號(hào)的影響；在鋼包澆注末期的坐鋼包過程對(duì)整個(gè)鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)帶來的沖擊對(duì)操作臂振動(dòng)的影響；一些操作環(huán)境，諸如開關(guān)水口、鋼包升降、燒水口周圍結(jié)瘤、扔保溫劑等，都會(huì)對(duì)操作臂振動(dòng)帶來影響；因操作臂結(jié)構(gòu)不同導(dǎo)致系統(tǒng)傳遞系數(shù)不同，使得僅依賴于振動(dòng)信號(hào)監(jiān)測的系統(tǒng)難以設(shè)置該傳遞系數(shù)，故在操作臂結(jié)構(gòu)不同的系統(tǒng)中表現(xiàn)差異巨大。因此，在通過操作臂采集到的振動(dòng)信號(hào)中，由于包括了大量的與鋼渣特征無關(guān)的信息，振動(dòng)信號(hào)如果不經(jīng)過處理，將無法判斷大包是否下渣，從而無法根據(jù)該判斷對(duì)大包澆注進(jìn)行控制。綜上所述可知，現(xiàn)有的鋼包下渣情況自動(dòng)檢測的各種方法在實(shí)際應(yīng)用中存在難以克服的問題，必然會(huì)影響到大包下渣的判斷及其對(duì)滑動(dòng)水口的控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種大包下渣的自動(dòng)檢測系統(tǒng)及方法，能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地判斷大包下渣。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種大包下渣的自動(dòng)檢測系統(tǒng)，包括依次連接的音頻傳感器、音頻信號(hào)預(yù)處理裝置以及主控裝置，其中音頻傳感器，用于采集鋼水及鋼渣流出水口時(shí)相應(yīng)的聲音信號(hào)，并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬波形輸出至音頻信號(hào)預(yù)處理裝置；音頻信號(hào)預(yù)處理裝置，用于將對(duì)應(yīng)于鋼水及鋼渣聲音信號(hào)的模擬波形轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)輸出至主控裝置；主控裝置，用于從對(duì)應(yīng)于鋼水及鋼渣聲音信號(hào)的數(shù)字信號(hào)中分析識(shí)別鋼渣的特征聲譜，從而判斷流入到中間包中的鋼水中是否含有鋼渣。優(yōu)選地，音頻傳感器安裝于與水口接觸的機(jī)械臂且遠(yuǎn)離水口一端的內(nèi)部或外部，通過該機(jī)械臂采集聲音信號(hào)；或安裝于承載中間包的地板位置，通過直接接觸采集聲音信號(hào)；或者利用高指向麥克風(fēng)指向水口保護(hù)套采集經(jīng)由空氣傳播的聲音信號(hào)；將采集的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓波形輸出。優(yōu)選地，音頻信號(hào)預(yù)處理裝置經(jīng)自動(dòng)增益控制放大器將對(duì)應(yīng)于鋼水及鋼渣聲音信號(hào)的電壓波形進(jìn)行預(yù)放大處理，經(jīng)濾波器對(duì)預(yù)放大的電壓波形進(jìn)行濾波處理，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器將經(jīng)濾波處理的電壓波形轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)輸出。優(yōu)選地，主控裝置將對(duì)應(yīng)于鋼水及鋼渣聲音信號(hào)的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波處理；對(duì)經(jīng)數(shù)字濾波處理的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行向量化處理；分析所述向量化處理的結(jié)果，識(shí)別出鋼渣的特征聲譜。
優(yōu)選地，主控裝置在判斷大包流入中間包的鋼水中含有鋼渣時(shí)，發(fā)出告警信號(hào)；和/或發(fā)出關(guān)閉水口的控制信號(hào)，以停止鋼水從水口澆注。優(yōu)選地，主控裝置參考大包上安裝的大包稱重傳感器傳感的大包稱重的數(shù)字信號(hào)以及中間包中水口附近安裝的攝像機(jī)采集的該水口的鋼水澆鑄圖像，剔除判斷流入到中間包的鋼水中是否含有鋼渣的干擾信號(hào)，從而提高判斷的準(zhǔn)確性。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種大包下渣的自動(dòng)檢測方法，包括通過音頻傳感器采集鋼水及鋼渣流出水口時(shí)相應(yīng)的聲音信號(hào)，并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬波形輸出；將音頻傳感器輸出的模擬波形轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)；從對(duì)應(yīng)于鋼水及鋼渣聲音信號(hào)的數(shù)字信號(hào)中分析識(shí)別鋼渣的特征聲譜，從而判斷流入到中間包中的鋼水中是否含有鋼渣。優(yōu)選地，通過音頻傳感器采集鋼水及鋼渣流出水口時(shí)相應(yīng)的聲音信號(hào)，并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬波形輸出，具體包括安裝于與水口接觸的機(jī)械臂且遠(yuǎn)離水口一端的內(nèi)部或外部的音頻傳感器，通過機(jī)械臂采集所述聲音信號(hào)；或安裝于承載中間包的地板位置的音頻傳感器，通過直接接觸采集聲音信號(hào)；或利用高指向麥克風(fēng)指向水口保護(hù)套采集經(jīng)由空氣傳播的聲音信號(hào)；音頻傳感器或麥克風(fēng)將采集的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓波形輸出。優(yōu)選地，將音頻傳感器輸出的模擬波形轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，具體包括經(jīng)自動(dòng)增益控制放大器將對(duì)應(yīng)于鋼水及鋼渣聲音信號(hào)的電壓波形進(jìn)行預(yù)放大處理，經(jīng)濾波器對(duì)預(yù)放大的電壓波形進(jìn)行濾波處理，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器將經(jīng)濾波處理的電壓波形轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。優(yōu)選地，從對(duì)應(yīng)于鋼水及鋼渣聲音信號(hào)的數(shù)字信號(hào)中分析識(shí)別鋼渣的特征聲譜， 具體包括將對(duì)應(yīng)于鋼水及鋼渣聲音信號(hào)的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波處理；對(duì)經(jīng)數(shù)字濾波處理的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行向量化處理；分析向量化處理的結(jié)果，識(shí)別出鋼渣的特征聲譜。優(yōu)選地，該方法還包括在判斷大包流入中間包的鋼水中含有鋼渣時(shí)，發(fā)出告警信號(hào)；和/或發(fā)出關(guān)閉水口的控制信號(hào)，以警示停止?jié)沧撍?或停止?jié)沧撍?。?yōu)選地，還包括參考大包上安裝的大包稱重傳感器傳感的大包稱重的數(shù)字信號(hào)以及中間包中水口附近安裝的攝像機(jī)采集的該水口的鋼水澆鑄圖像，剔除判斷流入到中間包的鋼水中是否含有鋼渣的干擾信號(hào)，從而提高判斷的準(zhǔn)確性。本發(fā)明利用鋼渣和鋼水的比重不同會(huì)導(dǎo)致二者在經(jīng)過水口時(shí)產(chǎn)生的噪音不同這一原理，且利用聲音信號(hào)通過堅(jiān)固的機(jī)械臂因衰減系數(shù)小而可有效地傳播這一有利條件， 通過高靈敏度的音頻檢測裝置拾取機(jī)械臂上的聲音信號(hào)，經(jīng)過預(yù)處理裝置放大處理及模數(shù)轉(zhuǎn)換采集到對(duì)應(yīng)于聲音信號(hào)的數(shù)字信號(hào)；通過對(duì)采集的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行一系列后續(xù)處理，分辨出鋼渣的特征聲譜，從而及時(shí)、準(zhǔn)確地判斷大包下渣的時(shí)刻，并由此實(shí)現(xiàn)對(duì)大包鋼水通過水口澆注中間包的精確控制。本發(fā)明相對(duì)于振動(dòng)檢測法更容易采集到機(jī)械臂上微弱的聲音信號(hào)，不會(huì)因?yàn)闄C(jī)械臂結(jié)構(gòu)的不同而影響對(duì)聲音信號(hào)的采集；采用AGC預(yù)放大采集的聲音信號(hào)，可避免突發(fā)的沖擊造成的信號(hào)過沖；對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行檢測，易按標(biāo)準(zhǔn)語音信號(hào)存儲(chǔ)，且便于回放分析，以及可充分利用音頻分析庫和語音識(shí)別技術(shù)對(duì)鋼渣特征聲譜進(jìn)行精確地分辨。


圖1為本發(fā)明的大包下渣的自動(dòng)檢測系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明的大包下渣的自動(dòng)檢測方法實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)地闡述。以下例舉的實(shí)施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，而不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限制。如圖1所示，是本發(fā)明提供的大包下渣的自動(dòng)檢測系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，包括依次連接的音頻傳感器、音頻信號(hào)預(yù)處理裝置以及主控裝置，其中音頻傳感器，用于采集鋼水及鋼渣流出水口時(shí)相應(yīng)的聲音信號(hào)，并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬波形輸出至音頻信號(hào)預(yù)處理裝置；上述音頻傳感器可安裝于機(jī)械臂遠(yuǎn)離水口一端的內(nèi)部或外部，如圖1所示，通過機(jī)械臂采集聲音信號(hào)；或安裝于承載中間包的地板位置，通過直接接觸采集聲音信號(hào)，或者利用高指向麥克風(fēng)指向水口保護(hù)套采集經(jīng)由空氣傳播的聲音信號(hào)。音頻傳感器譬如將采集的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓波形輸出?；蛘?，在另一實(shí)施例里，音頻傳感器也可以將采集的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電流波形輸出。音頻信號(hào)預(yù)處理裝置，用于將對(duì)應(yīng)于鋼水及鋼渣聲音信號(hào)的模擬波形轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)輸出至主控裝置；音頻信號(hào)預(yù)處理裝置經(jīng)自動(dòng)增益控制(AGC，Auto-Gain Control)放大器將對(duì)應(yīng)于鋼水及鋼渣聲音信號(hào)的電壓波形進(jìn)行預(yù)放大處理，經(jīng)濾波器對(duì)放大的電壓波形進(jìn)行濾波處理，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC，Anal0g Digital Converter)將濾波的電壓波形轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)輸出。主控裝置，用于從對(duì)應(yīng)于鋼水及鋼渣聲音信號(hào)的數(shù)字信號(hào)中分析識(shí)別鋼渣的特征聲譜，從而判斷流入到中間包中的鋼水中是否含有鋼渣。主控裝置將對(duì)應(yīng)于鋼水及鋼渣聲音信號(hào)的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波處理，對(duì)經(jīng)數(shù)字濾波處理的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行向量化處理，分析經(jīng)向量化處理的結(jié)果，識(shí)別出鋼渣的特征聲譜。譬如，主控裝置將該數(shù)字信號(hào)進(jìn)行時(shí)域和頻域的數(shù)字濾波處理；通過小波算法對(duì)經(jīng)數(shù)字濾波的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行向量化處理；通過神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)分析向量化處理的結(jié)果，識(shí)別出鋼渣的特征聲譜。主控裝置在判斷大包流入中間包的鋼水中含有鋼渣時(shí)，發(fā)出告警信號(hào)，和/或發(fā)出關(guān)閉滑動(dòng)水口的控制信號(hào)，以停止鋼水繼續(xù)從滑動(dòng)水口澆注。本發(fā)明除了主控裝置從對(duì)應(yīng)于鋼水及鋼渣聲音信號(hào)的數(shù)字信號(hào)中分析識(shí)別鋼渣的特征聲譜外，還輔以大包上安裝的大包稱重傳感器(圖中未示)傳感大包稱重的數(shù)字信號(hào)以及中間包中水口附近安裝的攝像機(jī)(圖中未示)采集該水口的鋼水澆鑄圖像到主控裝置；主控裝置參考大包稱重的數(shù)字信號(hào)和對(duì)鋼水澆鑄和下渣圖像識(shí)別，剔除判斷流入到中間包的鋼水中是否含有鋼渣的干擾信號(hào)，從而提高判斷的準(zhǔn)確性。本發(fā)明針對(duì)上述系統(tǒng)實(shí)施例，相應(yīng)地還提供了大包下渣的自動(dòng)檢測方法實(shí)施例， 其流程如圖2所示，包括如下步驟210:通過音頻傳感器將采集到的鋼水及鋼渣流出水口時(shí)的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬波形；音頻傳感器可安裝于機(jī)械臂遠(yuǎn)離水口一端的內(nèi)部或外部，通過機(jī)械臂拾取聲音信號(hào)；或安裝于中間包地板位置通過直接接觸拾取聲音信號(hào)，或者利用高指向麥克風(fēng)指向水口保護(hù)套采集經(jīng)由空氣傳播的聲音信號(hào)。音頻傳感器譬如將采集的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓波形輸出。220 將音頻傳感器輸出的聲音信號(hào)的模擬波形轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)；經(jīng)自動(dòng)增益控制(AGC)放大器將對(duì)應(yīng)于鋼水及鋼渣聲音信號(hào)的電壓波形進(jìn)行預(yù)放大處理，經(jīng)濾波器對(duì)放大的電壓波形進(jìn)行濾波處理，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)將相應(yīng)的電壓波形轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。230:將對(duì)應(yīng)于鋼水及鋼渣聲音信號(hào)的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波及向量化處理，根據(jù)向量化結(jié)果分析識(shí)別鋼渣的特征聲譜；將對(duì)應(yīng)于鋼水及鋼渣聲音信號(hào)的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波處理；對(duì)經(jīng)數(shù)字濾波處理的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行向量化處理，分析經(jīng)向量化處理的結(jié)果，識(shí)別出鋼渣的特征聲譜。譬如，將對(duì)應(yīng)于鋼水及鋼渣聲音信號(hào)的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行時(shí)域和/或頻域的數(shù)字濾波處理；通過小波算法對(duì)經(jīng)數(shù)字濾波的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行向量化處理；通過神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)分析向量化處理的結(jié)果，識(shí)別出鋼渣的特征聲譜。除了通過上述音頻傳感器感測通過機(jī)械臂傳播的鋼水及鋼渣流出水口時(shí)相應(yīng)的聲音信號(hào)外，還輔以大包上安裝的大包稱重傳感器傳感大包稱重的數(shù)字信號(hào)以及中間包中水口附近安裝的攝像機(jī)采集該水口的鋼水澆鑄圖像，剔除判斷流入到中間包的鋼水中是否含有鋼渣的干擾信號(hào)，從而提高判斷的準(zhǔn)確性。240 判斷流入中間包的鋼水中是否含有鋼渣，是則執(zhí)行下一步驟，否則返回步驟 230執(zhí)行；250 發(fā)出告警信號(hào)和/或關(guān)閉滑動(dòng)水口的控制信號(hào)，以警示停止鋼水澆注和/或停止鋼水澆注；結(jié)束流程。實(shí)際上，上述流程中步驟230 250是在一定時(shí)間內(nèi)循環(huán)執(zhí)行的，以不斷判斷大包下渣情況，并對(duì)水口的開閉進(jìn)行相應(yīng)的控制。
權(quán)利要求
1.一種大包下渣的自動(dòng)檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的音頻傳感器、音頻信號(hào)預(yù)處理裝置以及主控裝置，其中所述音頻傳感器，用于采集鋼水及鋼渣流出水口時(shí)相應(yīng)的聲音信號(hào)，并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬波形輸出至所述音頻信號(hào)預(yù)處理裝置；所述音頻信號(hào)預(yù)處理裝置，用于將對(duì)應(yīng)于鋼水及鋼渣聲音信號(hào)的模擬波形轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)輸出至所述主控裝置；所述主控裝置，用于從對(duì)應(yīng)于鋼水及鋼渣聲音信號(hào)的所述數(shù)字信號(hào)中分析識(shí)別鋼渣的特征聲譜，從而判斷流入到中間包中的鋼水中是否含有鋼渣。
2.按照權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述音頻傳感器安裝于與所述水口接觸的機(jī)械臂且遠(yuǎn)離所述水口一端的內(nèi)部或外部， 通過所述機(jī)械臂采集所述聲音信號(hào)；或安裝于承載所述中間包的地板位置，通過直接接觸采集所述聲音信號(hào)；或者利用高指向麥克風(fēng)指向水口保護(hù)套采集經(jīng)由空氣傳播的所述聲音信號(hào)；將采集的所述聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓波形輸出。
3.按照權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述音頻信號(hào)預(yù)處理裝置經(jīng)自動(dòng)增益控制放大器將所述對(duì)應(yīng)于鋼水及鋼渣聲音信號(hào)的所述電壓波形進(jìn)行預(yù)放大處理，經(jīng)濾波器對(duì)預(yù)放大的電壓波形進(jìn)行濾波處理，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器將經(jīng)濾波處理的電壓波形轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)輸出。
4.按照權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述主控裝置將所述對(duì)應(yīng)于鋼水及鋼渣聲音信號(hào)的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波處理，對(duì)經(jīng)所述數(shù)字濾波處理的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行向量化處理，分析所述向量化處理的結(jié)果，識(shí)別出所述鋼渣的特征聲譜。
5.按照權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述主控裝置在判斷所述大包流入中間包的鋼水中含有鋼渣時(shí)，發(fā)出告警信號(hào)；和/ 或發(fā)出關(guān)閉所述水口的控制信號(hào)，以停止鋼水從所述水口澆注。
6.按照權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述主控裝置參考大包上安裝的大包稱重傳感器傳感的大包稱重的數(shù)字信號(hào)以及中間包中水口附近安裝的攝像機(jī)采集的該水口的鋼水澆鑄圖像，剔除所述判斷流入到中間包的鋼水中是否含有鋼渣的干擾信號(hào)，從而提高所述判斷的準(zhǔn)確性。
7.一種大包下渣的自動(dòng)檢測方法，包括通過音頻傳感器采集鋼水及鋼渣流出水口時(shí)相應(yīng)的聲音信號(hào)，并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬波形輸出；將所述音頻傳感器輸出的所述模擬波形轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)；從對(duì)應(yīng)于所述鋼水及鋼渣聲音信號(hào)的所述數(shù)字信號(hào)中分析識(shí)別鋼渣的特征聲譜，從而判斷流入到中間包中的鋼水中是否含有鋼渣。
8.按照權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，通過音頻傳感器采集鋼水及鋼渣流出水口時(shí)相應(yīng)的聲音信號(hào)，并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬波形輸出，具體包括安裝于與所述水口接觸的機(jī)械臂且遠(yuǎn)離所述水口一端的內(nèi)部或外部的所述音頻傳感器，通過所述機(jī)械臂采集所述聲音信號(hào)；或安裝于承載所述中間包的地板位置的所述音頻傳感器，通過直接接觸采集所述聲音信號(hào)；或利用高指向麥克風(fēng)指向水口保護(hù)套采集經(jīng)由空氣傳播的所述聲音信號(hào)；所述音頻傳感器或所述麥克風(fēng)將采集的所述聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓波形輸出。
9.按照權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，將所述音頻傳感器輸出的所述模擬波形轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，具體包括經(jīng)自動(dòng)增益控制放大器將對(duì)應(yīng)于鋼水及鋼渣聲音信號(hào)的所述電壓波形進(jìn)行預(yù)放大處理，經(jīng)濾波器對(duì)預(yù)放大的電壓波形進(jìn)行濾波處理，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器將經(jīng)濾波處理的電壓波形轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。
10.按照權(quán)利要求7至9任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，從對(duì)應(yīng)于所述鋼水及鋼渣聲音信號(hào)的所述數(shù)字信號(hào)中分析識(shí)別鋼渣的特征聲譜，具體包括將所述對(duì)應(yīng)于鋼水及鋼渣聲音信號(hào)的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波處理；對(duì)經(jīng)所述數(shù)字濾波處理的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行向量化處理；分析所述向量化處理的結(jié)果，識(shí)別出所述鋼渣的特征聲譜。
11.按照權(quán)利要求7至9任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還包括在判斷所述大包流入中間包的鋼水中含有鋼渣時(shí)，發(fā)出告警信號(hào)；和/或發(fā)出關(guān)閉所述水口的控制信號(hào)，以警示停止?jié)沧撍?或停止?jié)沧撍?br> 12.按照權(quán)利要求7至9任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還包括參考大包上安裝的大包稱重傳感器傳感的大包稱重的數(shù)字信號(hào)以及中間包中水口附近安裝的攝像機(jī)采集的該水口的鋼水澆鑄圖像，剔除所述判斷流入到中間包的鋼水中是否含有鋼渣的干擾信號(hào)，從而提高所述判斷的準(zhǔn)確性。
全文摘要
本發(fā)明披露了一種大包下渣的自動(dòng)檢測系統(tǒng)及方法，其中系統(tǒng)包括音頻傳感器，用于采集鋼水及鋼渣流出水口時(shí)相應(yīng)的聲音信號(hào)，并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬波形輸出至音頻信號(hào)預(yù)處理裝置；音頻信號(hào)預(yù)處理裝置，用于將對(duì)應(yīng)于鋼水及鋼渣聲音信號(hào)的模擬波形轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)輸出至主控裝置；以及主控裝置，用于從對(duì)應(yīng)于鋼水及鋼渣聲音信號(hào)的數(shù)字信號(hào)中分析識(shí)別鋼渣的特征聲譜，從而判斷流入到中間包中的鋼水中是否含有鋼渣。本發(fā)明能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地判斷大包下渣的時(shí)刻，并由此實(shí)現(xiàn)對(duì)大包鋼水通過水口澆注中間包的精確控制。
文檔編號(hào)B22D11/16GK102527969SQ20101060140
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者叢壯, 代東明, 桑建偉 申請(qǐng)人:北京中遠(yuǎn)通科技有限公司