浇注机铁水自动浇筑红外监测系统

项目背景

浇注机在整个工作过程中，浇注直接影响着产品本身的品质和整体的工作效率。实现最佳浇注需要满足浇注的精准和合理，通常浇包的浇注速度必须保证砂型的浇口杯中保持一定的金属液面高度，有的铸件对浇注速度的控制要求更高，要求浇注速度能根据铸件的结构不同，按照规定的程序进行调节，即要求在一个砂型的浇注过程中，浇注速度能按一定的规律变化。
浇注温度过高将大大提高废品比例。浇注温度过高会引起砂型涨大，当浇注温度≥1420℃时废品增多，浇注温度为1460℃时废品达50%生产中，浇注温度过低时可能形成硫化锰气孔、砂芯气体引起的气孔、液体夹渣以上各种缺陷，而且现场浇注铁水的过程中温度高、烟尘大、热气向上喷发；相机镜头和线缆容易受到高温损坏。利用红外热像仪能较好地控制钢水温度。

操作人员通过目视热像仪操作软件就能知道浇注铁水的实时温度,便于对浇注温度的控制,可以最大程度的降低由于浇注温度的不稳定而造成铸件不合格的现象.

项目现况分析
视觉系统使用环境：
1.现场浇注铁水的过程中温度高、烟尘大、热气向上喷发；
2.相机镜头和线缆容易受到高温损坏；
3.定位识别，可以识别出导流槽中铁水高度/面积,导流槽与浇口的定位精度要求在正负40毫米以内；
4.浇铸速度控制，浇铸时浇口铁水面高度恒定；
5.浇铸完成判断，如果从冒口中流出来了铁水而不是火焰，进而判断浇铸完成；
6.抵抗火星和火焰的干扰，准确的识别铁水；
7.浇筑完成的识别准确率要求90%，即实际没有浇筑完成却识别成完成和实际浇筑完成了却识别到未完成的比例不能超过10%。
8.延时需要小于500ms，即每秒至少给出两次结果。
9.图像识别程序中的阈值参数等需要可配置，方便后期根据实际情况再进行细微调整。

系统特点

智能一体化红外线测温仪固定于浇注平台上,红外线测温仪对准浇注机的浇注口与沙箱之间的铁水,测温仪与浇注口的距离为0.5～10米;显示屏与浇注平台固定;浇注控制台和显示屏通过电路接受测温仪的信号并实时显示由红外线测温仪测出的温度.本实用新型的优点是:结构简单,操作方便;采用红外线测温仪实时测温,操作人员通过目视就能知道浇注铁水的实时温度,便于对浇注温度的控制,可以最大程度的降低由于浇注温度的不稳定而造成铸件不合格的现象.

（1）选用高温型机芯，使得铁水的温度在测温范围内，保证测温的准确性，外部加装双制冷型护罩（风冷与水冷结合），为内部机芯提供常温的工作环境，避免被外界的高温损伤，影响测温效果和机安全；

（2）针对现场特殊的环境情况，选用具备防爆特征的红外热像仪，设备内部探测器采用具有国际先进技术水平的进口非制冷式焦平面红外探测器，其工作寿命可达8-10年，在可以实现数十万个像素点温度的实时探测的同时，可充分保证设备运行的稳定性；

（3）专业红外机芯搭配铁水浇注专用监控软件，测温精准，画面清晰，后端算法对图像采用无损压缩的方式，实时传输温度流数据，画面更加流畅的同时可以获取到任意位置的温度数据，提高系统的灵敏性和报警精准度；

（4）支持用户根据铁水情况自定义设置；

（5）支持实时展示不同状态下的铁水流注温度随时间的变化趋势；

（6）采用红外数字图像细节增强（DDE）技术，用高速处理器先对原始目标信息进行分析，提取出有用灰度信息分布和无用灰度信息分布，然后大比例压缩无用信息灰度，小比例压缩甚至拉伸有用信息灰度，得到接近实际层次丰富的图像；

（7）可在画面上添加多个测温点位和框选区域进行自定义标记，并分别显示温度，也可将同一画面中的设备进行区域划分，针对设备不同的运行温度，分别实现高温报警；

（8）自动保存报警时带有温度信息的视频，对设备的温度实时写入数据库，并自动生成报表与温度曲线，通过调取历史温度信息和报警记录，方便之后进行技术分析；

（9）云平台支持短信通知、微信通知、邮箱通知等实时告警服务等功能；

（10）温度在线监控系统设计之初便留有丰富的接口，便于后期硬件和软件的更新以及升级工作。为此，设备采用模块式结构，可通过相关接口接入其他硬件。后台监控管理平台采用模块化算法，可通过网络升级或者本地固件升级等方式，以此提高系统的可塑性及多样性。

产品特性

高温型红外热像仪专门针对冶金、危废、化工行业的高温应用场合研制，搭配高稳定性红外热成像模组，具备网络视频传输功能。可对关键设备、贵重资产进行监测，有助于提前发现问题，防患于未然。可24小时进行图像处理和测温运算。采用安防标准接口，可直接模拟视频输出到监视器也可通过客户端查看视频监测画面，更有多种数据保存功能，方便在线离线分析。

双制冷型护罩采用双层不锈钢管和铸铝端盖制成，压缩空气通过夹层达到冷却效果，并在前端盖形成风帘起到防尘作用；通入制冷水能够更好地起到降温的效果，为设备的正常工作提供稳定、适宜的环境。具有较好的抗腐蚀及防灰尘能力，能在高温多尘腐蚀性气体较多的环境中使用。双制冷型热像仪广泛应用于冶金行业，如烧结、高炉、转炉、钢包，危废行业如焚烧炉，化工行业如水泥回转窑等场景，达到提高生产效率、改善工作条件、降低劳动强度的目的，全天候守护您的生产安全。

产品外观图

表3.1设备参数

型号	SS-AC-W-X384
红外分辨率	384*288
像素尺寸	17um
帧频	50Hz
工作波段	8～14um
测温范围	160℃～1600℃
数据
单帧温度	带温度信息的JPG图片格式
温度流	全辐射温度信息存储
视频	H.264标准视频格式，兼容通用视频播放软件
电气接口
电源	DC9～15V，典型功耗2.5W@25℃
模拟视频	NTSC/PAL
以太网	100/1000Base，支持TCP、UDP、IP、DHCP、RTSP、ONVIF等协议，内置Web Server，兼容主流NVR产品，提供SDK开发包
串口	RS485，支持Pelco云台控制协议
电动镜头	支持12V电动镜头
GPIO	1路磁隔离输入，1路继电器输出
环境参数
工作温度	-10～+60℃
储存温度	-40ºC～+85℃
湿度	非冷凝10%～95%
外壳防护	IP54
抗冲击性	25G
抗振动性	2G
安装	1个1/4 UNC-20、4个M3螺纹安装孔

铁水流注红外在线监测系统平台软件

平台介绍

客户端软件采用C/S模式与B/S模式相结合的开发模式，包括实时、数据两大常用功能模块和测温对象、设备、用户管理、告警、录制管理等相关基础管理模块。与此同时，提供组件化、标准化的Web API开放平台接口供其他系统使用，为客户提供强大且灵活的业务集成和数据集成能力。客户端软件的红外实时画面监测采用了业内领先的红外图像处理算法，使得设备展示出的红外画面具有更好的细节增强效果和更高的画面可调节精准性。此外，客户端软件可将相关配置数据实时同步云端，在云端对数据进行管理和分析，用户可通过云平台自定义设置通知方式与联系人。通过客户端软件与云端应用相结合实现了智能化的控制体系，为迈向工业互联网数据智慧化决策打下坚实的基础。