專利名稱：高速溫度云圖的繪制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼鐵澆鑄過(guò)程中結(jié)晶器銅板溫度的顯示領(lǐng)域，更具體地，涉及鋼鐵澆鑄過(guò)程中結(jié)晶器銅板的溫度云圖的繪制方法和獲取結(jié)晶器銅板上任意點(diǎn)的溫度值的方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)中，澆鋼漏鋼率是連鑄生產(chǎn)中的重要技術(shù)指標(biāo)之一。如果澆鑄過(guò)程中發(fā)生漏鋼事件，則需要花費(fèi)很高費(fèi)用進(jìn)行修復(fù)設(shè)備，并且影響生產(chǎn)。為避免漏鋼的發(fā)生，就必須在有可能發(fā)生漏鋼的時(shí)候?qū)⑵錂z測(cè)出來(lái)，提醒操作人員或自動(dòng)地降低拉速。在所有漏鋼事故中，粘結(jié)性漏鋼的發(fā)生率最高，高達(dá)70%。因此，減少粘結(jié)性漏鋼是降低連鑄漏鋼率的關(guān)鍵。與其它漏鋼事故不同的是，粘結(jié)性漏鋼有一個(gè)重要特征當(dāng)鑄坯與結(jié)晶器銅板發(fā)生粘結(jié)時(shí)，結(jié)晶器銅板的局部區(qū)域溫度就會(huì)升高。通過(guò)埋設(shè)在結(jié)晶器銅板內(nèi)的熱電偶來(lái)檢測(cè)銅板局域溫度是否有變化，以及變化的特征是否符合粘結(jié)性漏鋼的特征，就可以在鑄坯與結(jié)晶器銅板發(fā)生粘結(jié)時(shí)，破裂口拉出結(jié)晶器下端之前發(fā)出警報(bào)，進(jìn)而采取適當(dāng)?shù)拇胧┓乐孤╀撌鹿实陌l(fā)生。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖像處理技術(shù)的進(jìn)步和數(shù)學(xué)模型的深化，提出了結(jié)晶器“可視化”的概念。結(jié)晶器“可視化”要求能直觀顯示結(jié)晶器銅板內(nèi)的熱電偶測(cè)量到的溫度，從而實(shí)時(shí)監(jiān)控結(jié)晶器銅板的溫度變化。一般地，在現(xiàn)有技術(shù)中將結(jié)晶器銅板內(nèi)的熱電偶測(cè)量到的溫度繪制成溫度云圖并實(shí)時(shí)顯示，通過(guò)將這些溫度云圖與正常狀態(tài)下的溫度云圖進(jìn)行比較，可以直觀地預(yù)先判斷事故，預(yù)測(cè)鑄胚缺陷，和預(yù)警操作人員。為了能更準(zhǔn)確地反映結(jié)晶銅板溫度的變化，需要在結(jié)晶器銅板內(nèi)設(shè)置大量的熱電偶，即溫度采集點(diǎn)，然后繪制溫度云圖。在繪制溫度云圖前，先要計(jì)算等溫線。在現(xiàn)有技術(shù)中，采用的方法是先計(jì)算給定溫度值在整個(gè)銅板表面的等溫線，繪制完每條等溫線后，即可完成整個(gè)銅板的多條等溫線的繪制工作。另外，在計(jì)算等溫線的過(guò)程中，需要處理閉合與非閉合等溫線的情況，并且在每個(gè)等溫點(diǎn)的計(jì)算過(guò)程中，需要設(shè)定等溫線進(jìn)入方向的規(guī)則。然而，由于整塊銅板的溫度采集點(diǎn)很多，按照上述方法將這些溫度采集點(diǎn)的溫度繪制成溫度云圖并且顯示出來(lái)往往需要較長(zhǎng)時(shí)間，從而不能做到對(duì)結(jié)晶器銅板溫度的真正意義上的實(shí)時(shí)監(jiān)控，因此對(duì)漏鋼事故的誤報(bào)率高，準(zhǔn)確率低，無(wú)法達(dá)到生產(chǎn)要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問(wèn)題而提出。本發(fā)明的目的是提供結(jié)晶器銅板溫度的高速溫度云圖的繪制方法和獲取結(jié)晶器銅板上任意點(diǎn)的溫度值的方法，從而實(shí)時(shí)和直觀地監(jiān)控結(jié)晶器銅板溫度變化，及時(shí)調(diào)整工藝操作。根據(jù)本發(fā)明提供的高速溫度云圖的繪制方法，包括通過(guò)在結(jié)晶器銅板中設(shè)置多行多列個(gè)熱電偶而測(cè)得多個(gè)溫度值；基于所測(cè)得的溫度值，利用插值算法計(jì)算出多個(gè)預(yù)測(cè)溫度值點(diǎn)，從而根據(jù)所述預(yù)測(cè)溫度值點(diǎn)，將結(jié)晶器銅板劃分為多個(gè)小矩形區(qū)域；根據(jù)所述小矩形區(qū)域和形成所述小矩形區(qū)域的所述預(yù)測(cè)溫度值點(diǎn)構(gòu)建溫度云圖的小矩形區(qū)域集合圖；在所述小矩形區(qū)域集合圖的每個(gè)小矩形區(qū)域中繪制等溫線；根據(jù)預(yù)設(shè)的溫度與顏色的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在每?jī)蓷l相鄰的所述等溫線之間的區(qū)域填充與所述等溫線所表征的溫度對(duì)應(yīng)的顏色，并且，隨著所述等溫線所表征的溫度的變化，所述等溫線之間的區(qū)域的顏色按照預(yù)設(shè)的溫度與顏色的對(duì)應(yīng)關(guān)系而變化。另外，所述熱電偶按照MRx N列進(jìn)行設(shè)置，110，115。另外，所述預(yù)測(cè)溫度值點(diǎn)的數(shù)量為4000 6000個(gè)。另外，所述預(yù)測(cè)溫度值點(diǎn)的數(shù)量為5000個(gè)。另外，在每個(gè)所述小矩形區(qū)域中繪制等溫線的步驟包括獲取所述多個(gè)小矩形區(qū)域中的一個(gè)的四個(gè)角的溫度T1、T2、T3和Τ4 ；將所述溫度Τ1、Τ2、Τ3和Τ4中的最小值表示為t0，最大值表示為tl ；繪制溫度大于t0并且小于tl的最多50條等溫線，相鄰的兩條所述等溫線的溫度差為At。另外，所述溫度差A(yù)t可以是0. 5°C 5°C。另外，所述溫度差Δ t優(yōu)選為1°C。另外，優(yōu)選地，當(dāng)繪制所述多條等溫線的每條時(shí)，在所述小矩形區(qū)域的四條邊上獲取與要繪制的所述等溫線的溫度相等的點(diǎn)，然后將所獲取的點(diǎn)以直線連接，從而繪制出所述等溫線。另外，對(duì)應(yīng)于每個(gè)所述溫度的等溫線可以是1條或2條。另外，給每?jī)蓷l相鄰的所述等溫線之間的區(qū)域填充不同顏色的步驟包括色標(biāo)設(shè)定的步驟，所述色標(biāo)設(shè)定的步驟包括在所述銅板結(jié)晶器的溫度范圍內(nèi)設(shè)定多個(gè)控制點(diǎn)；設(shè)定所述控制點(diǎn)對(duì)應(yīng)的顏色；相鄰控制點(diǎn)之間的溫度對(duì)應(yīng)的顏色通過(guò)線性差值計(jì)算方法獲得。通過(guò)本發(fā)明提供的結(jié)晶器銅板溫度的高速溫度云圖的繪制方法，能夠在10-30ms 內(nèi)繪制并且顯示每塊銅板5000個(gè)溫度采樣點(diǎn)的溫度云圖，真正達(dá)到實(shí)時(shí)和直觀地顯示結(jié)晶器銅板溫度變化，提高了漏鋼預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率，降低了誤報(bào)率，使操作者能直觀地“看”到結(jié)晶器內(nèi)部情況，衡量工藝狀況，對(duì)穩(wěn)定連鑄操作，獲得更好的鑄坯質(zhì)量具有積極作用。另外，本發(fā)明提供一種獲取結(jié)晶器銅板上任意點(diǎn)的溫度值的方法，包括通過(guò)在結(jié)晶器銅板中設(shè)置多行多列個(gè)熱電偶而測(cè)得多個(gè)溫度值；基于所測(cè)得的溫度值，利用插值算法計(jì)算出多個(gè)預(yù)測(cè)溫度值點(diǎn)，從而根據(jù)所述預(yù)測(cè)溫度值點(diǎn)將結(jié)晶器銅板劃分為多個(gè)小矩形區(qū)域；根據(jù)所述小矩形區(qū)域和形成所述小矩形區(qū)域的所述預(yù)測(cè)溫度值點(diǎn)構(gòu)建溫度云圖的小矩形區(qū)域集合圖；獲取所述多個(gè)小矩形區(qū)域中的一個(gè)的四個(gè)角的溫度T1、T2、T3和Τ4 ；設(shè)定所述一個(gè)小矩形區(qū)域中除了所述四個(gè)角以外的任意一點(diǎn)0到所述四個(gè)角的距離分別為 OTl，0T2, 0T3, 0T4 ；
權(quán)利要求
1.一種高速溫度云圖的繪制方法，包括通過(guò)在結(jié)晶器銅板中設(shè)置多行多列個(gè)熱電偶而測(cè)得多個(gè)溫度值； 基于所測(cè)得的溫度值，利用插值算法計(jì)算出多個(gè)預(yù)測(cè)溫度值點(diǎn)，從而根據(jù)所述預(yù)測(cè)溫度值點(diǎn)將結(jié)晶器銅板劃分為多個(gè)小矩形區(qū)域；根據(jù)所述小矩形區(qū)域和形成所述小矩形區(qū)域的所述預(yù)測(cè)溫度值點(diǎn)構(gòu)建溫度云圖的小矩形區(qū)域集合圖；在所述小矩形區(qū)域集合圖的每個(gè)小矩形區(qū)域中繪制等溫線；根據(jù)預(yù)設(shè)的溫度與顏色的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在每?jī)蓷l相鄰的所述等溫線之間的區(qū)域填充與所述等溫線所表征的溫度對(duì)應(yīng)的顏色，并且，隨著所述等溫線所表征的溫度的變化，所述等溫線之間的區(qū)域的顏色按照預(yù)設(shè)的溫度與顏色的對(duì)應(yīng)關(guān)系而變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述熱電偶按照M行XN列進(jìn)行設(shè)置，1 < M ^ 10,1 < N ^ 15ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述預(yù)測(cè)溫度值點(diǎn)的數(shù)量為4000 6000個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述預(yù)測(cè)溫度值點(diǎn)的數(shù)量為5000個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在每個(gè)所述小矩形區(qū)域中繪制等溫線的步驟包括獲取所述多個(gè)小矩形區(qū)域中的一個(gè)的四個(gè)角的溫度Τ1、Τ2、Τ3和Τ4 ； 將所述溫度Tl、Τ2、Τ3和Τ4中的最小值表示為t0，最大值表示為tl ； 繪制溫度大于t0并且小于tl的最多50條等溫線，相鄰的兩條所述等溫線的溫度差為At。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，當(dāng)繪制所述多條等溫線中的每條時(shí)，在所述小矩形區(qū)域的四條邊上獲取與要繪制的所述等溫線的溫度相等的點(diǎn)，然后將所獲取的點(diǎn)以直線連接，從而繪制出所述等溫線。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其中，所述溫度差A(yù)t為0.5°C 5°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其中，所述溫度差A(yù)t為1°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，對(duì)應(yīng)于每個(gè)所述溫度的等溫線的數(shù)目是1條或2
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在每?jī)蓷l相鄰的所述等溫線之間的區(qū)域填充不同顏色的步驟包括色標(biāo)設(shè)定的步驟，所述色標(biāo)設(shè)定的步驟包括在所述銅板結(jié)晶器的溫度范圍內(nèi)設(shè)定多個(gè)控制點(diǎn)； 設(shè)定所述控制點(diǎn)對(duì)應(yīng)的顏色；相鄰控制點(diǎn)之間的溫度對(duì)應(yīng)的顏色通過(guò)線性差值計(jì)算方法獲得。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述銅板結(jié)晶器的溫度范圍為20 200°C，所述控制點(diǎn)的數(shù)目為5個(gè)。
12.一種獲取結(jié)晶器銅板上任意點(diǎn)的溫度值的方法，包括通過(guò)在結(jié)晶器銅板中設(shè)置多行多列個(gè)熱電偶而測(cè)得多個(gè)溫度值； 基于所測(cè)得的溫度值，利用插值算法計(jì)算出多個(gè)預(yù)測(cè)溫度值點(diǎn)，從而根據(jù)所述預(yù)測(cè)溫度值點(diǎn)將結(jié)晶器銅板劃分為多個(gè)小矩形區(qū)域；根據(jù)所述小矩形區(qū)域和形成所述小矩形區(qū)域的所述預(yù)測(cè)溫度值點(diǎn)構(gòu)建溫度云圖的小矩形區(qū)域集合圖；獲取所述多個(gè)小矩形區(qū)域中的一個(gè)的四個(gè)角的溫度Tl、T2、T3和Τ4; 設(shè)定所述一個(gè)小矩形區(qū)域中除了所述四個(gè)角以外的任意一點(diǎn)0到所述四個(gè)角的距離分別為 OT1，0Τ2, 0Τ3, 0Τ4 ；通過(guò)以下公式計(jì)算所述四個(gè)角的每個(gè)角的溫度對(duì)0點(diǎn)預(yù)測(cè)溫度值的貢獻(xiàn)度
全文摘要
本發(fā)明提供一種高速溫度云圖的繪制方法，包括通過(guò)在結(jié)晶器銅板中設(shè)置多行多列個(gè)熱電偶而測(cè)得多個(gè)溫度值；基于所測(cè)得的溫度值，利用插值算法計(jì)算出多個(gè)預(yù)測(cè)溫度值點(diǎn)，從而根據(jù)預(yù)測(cè)溫度值點(diǎn)將結(jié)晶器銅板劃分為多個(gè)小矩形區(qū)域；根據(jù)小矩形區(qū)域和形成小矩形區(qū)域的預(yù)測(cè)溫度值點(diǎn)構(gòu)建溫度云圖的小矩形區(qū)域集合圖；在小矩形區(qū)域集合圖的每個(gè)小矩形區(qū)域中繪制等溫線；根據(jù)預(yù)設(shè)的溫度與顏色的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在每?jī)蓷l相鄰的等溫線之間的區(qū)域填充與等溫線所表征的溫度對(duì)應(yīng)的顏色，并且，隨著等溫線所表征的溫度的變化，等溫線之間的區(qū)域的顏色按照預(yù)設(shè)的對(duì)應(yīng)關(guān)系而變化。通過(guò)本發(fā)明提供的方法，可以實(shí)時(shí)和直觀地監(jiān)控結(jié)晶器銅板溫度變化，及時(shí)調(diào)整工藝操作。
文檔編號(hào)G01K7/04GK102169025SQ20101061441
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者劉超, 吳鵬, 李富帥, 李晉, 白居冰, 蔡娥, 許軍 申請(qǐng)人:中冶連鑄技術(shù)工程股份有限公司