專利名稱：點取像金屬液面監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于光學(xué)物位計領(lǐng)域，具體涉及點取像金屬液面測量和控制裝置。
在金屬澆鑄過程中常常需要對液態(tài)金屬表面高度進行監(jiān)控。法國SERT公司公布的一種裝置(歐洲專利出版號050994／1，申請?zhí)?2420124.7)，它測定液態(tài)金屬表面與容器側(cè)壁之間交線，用計算機比較測得的交線與理論曲線的差別，以此確定金屬液面高度。按常規(guī)方法，每行橫向掃描。這樣，每場約有一百多行在容器側(cè)壁上橫掃，另有一百多行在液面上橫掃。該裝置的缺點在于1、對全場的像素信號進行處理之后才獲得有關(guān)交線的數(shù)據(jù)，采樣周期長、處理程序復(fù)雜。2、液面高度測量的分辨率受每一場行數(shù)的限制，一般為0.5％。3、當(dāng)火焰或煙霧較強時，難于找到液面與側(cè)壁之間的交線，易出現(xiàn)失控。
本實用新型的目的在于設(shè)計一種工作可靠、測量精度高、采樣周期短、處理程序簡單、易于實現(xiàn)和監(jiān)控的金屬液面測量多路控制裝置。
本實用新型由攝像器(1)和信號處理機(2)組成，信號處理機(1)前面板設(shè)LCD屏(2a)、鍵盤(2b)和監(jiān)視器2c；其特征在于攝像器(1)和監(jiān)視器(2c)各旋轉(zhuǎn)90°角安裝，使其行列易向；行取豎向，列取橫向。
攝像器(1)的入口光窗設(shè)濾光片(1a)和保護玻璃(1b)。
在金屬治煉和澆注過程中，液態(tài)金屬的溫度高于容器側(cè)壁液面以上部位的溫度。當(dāng)攝像器視場中某一行掃描從上往下達到液態(tài)金屬表面時，攝像器接受的光度信號將突然加大。因此，光信號的突變點即對應(yīng)液態(tài)金屬表面像點的位置。于是，攝像器視場中任一行掃描均可給出液態(tài)金屬表面高度的精確信息。
本實用新型提供的點取像金屬液面監(jiān)控裝置如

圖1所示，它由攝像器(1)和信號處理機(2)組成。
其特點在于1、攝像器(1)的光敏器件與常規(guī)攝像器比較旋轉(zhuǎn)90°角安裝，使其像素的行列易向，行取豎向，列取橫向。
2、攝像器(1)的視場對準液態(tài)金屬容器側(cè)壁(3)的測程范圍，視場的行掃描從測程上限P1點開始豎直往下掃描至測程下限P2點終止。
3、信號處理機(2)對來自攝像器(1)視場中的像點信息進行處理，測定攝像器(1)視場中某一行或某幾行掃描從測程上限P1點至光度信號突變點P所經(jīng)過的時間t，由此確定液態(tài)金屬表面(4)的高度。
4、攝像器(1)的入口光窗設(shè)濾光片(1a)和保護玻璃(1b)，濾光片用于降低火焰干擾，保護玻璃防止高溫飛濺物損壞濾光片。
5、信號處理機(2)前面板設(shè)LCD屏(2a)、鍵盤(2b)和監(jiān)視器(2c)。LCD左半部分顯示金屬液面的模擬高度，形象直觀(隨液面同步升降)，右半部分顯示液面高度的數(shù)字值，數(shù)值精確(萬分之一)。監(jiān)視器(2c)旋轉(zhuǎn)90°角安裝，用于顯示液態(tài)金屬表面的真實圖像。鍵盤(2b)用于修改參數(shù)和選擇顯示內(nèi)容。信號處理機(2)后面板輸出代表液面高度的模擬量，用于液面高度的自動控制。
6、本實用新型既可用于單路監(jiān)控，又可用于多路監(jiān)控。
與以往的基于測定液態(tài)金屬表面和容器側(cè)壁之間交線的技術(shù)比較，本實用新型具有測量精度高、采樣周期短、處理程序簡單、顯示內(nèi)容豐富、易于實現(xiàn)多路監(jiān)控和抗干擾能力強等優(yōu)點1、當(dāng)行掃沿液態(tài)金屬容器側(cè)壁自上往下掃描時，如果掃描方向與豎直方向有差異(小角度dθ)，從掃描起點至液態(tài)金屬表面處所經(jīng)過的掃描時間t變化很小(dt＝tdθ2)，因而可以保證測量結(jié)果的一致性和可靠性。
2、由于圖像是在一個或幾個行掃描周期進行的，采樣周期遠小于場周期。
3、掃描時間t與晶振頻率f的乘積ft是描述液態(tài)金屬表面高度的特征量。適當(dāng)提高晶振頻率f，就可使金屬液面高度的測量達到所要求的精度。
4、由于采樣周期短，處理程序簡單，易于實現(xiàn)一機多路監(jiān)控，而且屏幕顯示內(nèi)容豐富(用模擬和數(shù)字兩種方式同時顯示各路液面高度，用監(jiān)視器顯示液面真實圖像)。
5、當(dāng)存在較強火焰或煙霧干擾時，液態(tài)金屬表面與容器側(cè)壁之間的交線，從總體上看可能被遮蔽住了，但仍可能有局部微小線段或點未被遮蔽而由從上往下的行掃描給出液面高度的數(shù)據(jù)。
作為一個實例，下面介紹一種點取像四路連鑄機鋼水液面監(jiān)控儀，如圖1所示。有4個攝像器(1)分別對準4臺連鑄機結(jié)晶器的側(cè)壁(3)和液面(4)進行監(jiān)視。4個攝像器的像素信息通過電纜傳至一臺信號處理機(2)進行處理。信號處理機上的LCD(2a)左半部分同時顯示4臺結(jié)晶器中鋼水液面的模擬高度，右半部分同時顯示4個液面高度的數(shù)字值。監(jiān)視器(2c)顯示結(jié)晶器中液面的真實圖像，顯示路別通過鍵盤(2b)選擇。信號處理機(2)后面板輸出4路液面的模擬控制量和上下限報警開關(guān)置。主要技術(shù)指標(biāo)如下監(jiān)測路數(shù)4測程100mm或按用戶要求調(diào)節(jié)分辨率0.1％長期穩(wěn)定性好于1％顯示LCD，數(shù)字和摸擬CRT，液面圖像
權(quán)利要求1.一種測量和控制液態(tài)金屬表面高度的監(jiān)控裝置，它由攝像器(1)和信號處理機(2)組成，信號處理機(1)前面板設(shè)LCD屏(2a)、鍵盤(2b)和監(jiān)視器(2c)；其特征在于攝像器(1)和監(jiān)視器(2c)各旋轉(zhuǎn)90°角安裝，使其行列易向，行取豎向，列取橫向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控裝置，其特征在于攝像器(1)的入口光窗設(shè)濾光片(1a)和保護玻璃(1b)。
專利摘要本實用新型涉及一種利用攝象信息測定和控制液態(tài)金屬表面高度的裝置。它由攝像器(1)和信號處理機(2)組成。攝像器(1)的入口光窗設(shè)濾光片(1a)和保護玻璃(1b)；信號處理前面板設(shè)LCD屏(2a)、鍵盤(2b)和監(jiān)視器(2c)；攝像器(1)和監(jiān)視器(2c)的行列易向，行取豎向，列取橫向；攝像器(1)的視場對準液態(tài)金屬容器側(cè)壁(3)的測程范圍，信號處理機(2)測定攝像器(1)視場中某一行或某幾行沿側(cè)壁(3)從上往下掃描達到液態(tài)金屬表面(4)的掃描時間t，以此確定金屬液面高度。本實用新型易于實現(xiàn)多路監(jiān)控和顯示，特別適用于連鑄機液面的自動測量和控制。
文檔編號G01F23/00GK2190287SQ93235320
公開日1995年2月22日 申請日期1993年12月28日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月28日
發(fā)明者姜虹 申請人:姜虹