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一種kr脫硫用槳式攪拌器的葉片磨損評估方法
【專利摘要】一種KR脫硫用槳式攪拌器的葉片磨損評估方法。其技術方案是：先預先設置葉片磨損評估位置，分別確定未使用的KR脫硫用槳式攪拌器(2)在葉片磨損評估位置時葉片(4)的初始標準外形和使用極限外形，再確定使用過程中的KR脫硫用槳式攪拌器(2)的葉片(4)的磨損更換值W1和磨損修補值W2。然后利用第一工業相機(1)和第二工業相機(3)同時采集KR脫硫用槳式攪拌器(2)轉動時葉片(4)的系列圖像，根據系列圖像計算葉片(4)的磨損真實外形與初始標準外形和使用極限外形比較，得到葉片(4)的綜合磨損評估率R，最后根據葉片(4)的綜合磨損評估率R、葉片(4)的磨損更換值W1和磨損修補值W2給出磨損評估結果。本發明具有操作簡單、評估準確和能夠量化磨損的特點。
【專利說明】一種KR脫硫用槳式攪拌器的葉片磨損評估方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于數字圖像處理【技術領域】。尤其涉及一種KR脫硫用槳式攪拌器的葉片磨損評估方法。
【背景技術】
[0002]KR脫硫作業中，鐵水罐中的鐵水在攪拌器作用下與脫硫劑混合并發生化學反應，將鐵水中的硫元素結合到浮渣中并最終去除，攪拌器的轉速和攪拌器葉片的形狀影響鐵水與脫硫劑反應的動力學條件，最終影響脫硫效果，因此對攪拌器葉片的磨損評估非常重要。目前，評估攪拌器葉片磨損狀況主要有以下幾種方法來:
[0003]1.目測法，操作人員憑肉眼觀察攪拌器葉片外形，判斷磨損狀況，根據經驗決定是否需要修補或更換攪拌器；由于需要工人肉眼評估磨損狀況，及需要憑主觀經驗決定是否需要修補或更換攪拌器，給攪拌器的修補或更換帶來了較大的隨意性，不利于脫硫作業的穩定有序進行。
[0004]2.攪拌器使用次數較多時，如果脫硫攪拌過程中轉速已經很高，而鐵水飛濺很少、漩渦較淺，則操作人員一般憑經驗判斷需要更換攪拌器；此方法由于沒有一個定量的判斷，造成攪拌器更換可能提前而增加生產成本，也可能推后而造成脫硫效果不穩定。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在于提供一種操作簡單、評估準確和能夠量化磨損程度的KR脫硫用槳式攪拌器的葉片磨損評估方法。
[0006]為實現上述目的，本發明采用的技術方案的具體步驟是:
[0007]第一步、葉片磨損評估位置的設置
[0008]KR脫硫用槳式攪拌器的葉片均勻設置，葉片的數量為3或4個。每個葉片的表面由葉片上端面、與葉片上端面相背的葉片下端面、葉片受力側面、與葉片受力側面相背的另一側面和葉片外端面組成。
[0009]葉片磨損評估位置是:葉片形心所確定的平面與第一工業相機的鏡頭中心線位于同一平面，葉片的形心旋轉所形成的圓與第一工業相機的鏡頭中心線相切。第二工業相機安裝在KR脫硫用槳式攪拌器的上方，葉片的葉片受力側面與第一工業相機的鏡頭中心線處于相互垂直的位置時,第二工業相機的鏡頭中心線與葉片外端面的中心線重合。
[0010]第一工業相機和第二工業相機的幀率相同。
[0011]第二步:確定未使用的KR脫硫用槳式攪拌器在葉片磨損評估位置時葉片的初始標準外形
[0012](I)通過第一工業相機采集葉片在葉片磨損評估位置時的葉片受力側面的圖像，得到圖像A，再采用Canny邊緣檢測算子對圖像A進行計算，得到葉片受力側面的初始標準外形。
[0013](2)通過第二工業相機采集葉片在葉片磨損評估位置時的葉片上端面的圖像，得到圖像B，再采用Canny邊緣檢測算子對圖像B進行計算，得到葉片上端面的初始標準外形。
[0014]第三步、確定磨損至不能使用的KR脫硫用槳式攪拌器的葉片的使用極限外形
[0015]方法一、確定磨損至不能使用的KR脫硫用槳式攪拌器的葉片在葉片磨損評估位置時葉片的使用極限外形:
[0016](I)通過第一工業相機采集葉片在葉片磨損評估位置時的葉片受力側面的圖像，得到圖像C，再采用Canny邊緣檢測算子對圖像C進行計算，得到葉片受力側面的使用極限外形。
[0017](2)通過第二工業相機采集葉片在葉片磨損評估位置時的葉片上端面的圖像，得到圖像D，再采用Canny邊緣檢測算子對圖像D進行計算，得到葉片上端面的使用極限外形。
[0018]方法二、采用手動調整方法，確定磨損至不能使用的KR脫硫用槳式攪拌器的葉片的使用極限外形。
[0019]第四步、先預先設定使用過程中的KR脫硫用槳式攪拌器的磨損更換值Wl和磨損修補值W2 ;再評估使用過程中KR脫硫用槳式攪拌器的葉片的磨損狀況:
[0020]S4-1、將使用過程中的KR脫硫用槳式攪拌器升降至葉片磨損評估位置。
[0021]S4-2、以5?10轉/分的轉速轉動KR脫硫用槳式攪拌器，第一工業相機和第二工業相機同時開始采集圖像。
[0022]S4-3.1、根據第二工業相機采集的實時圖像，確定第i個葉片在葉片磨損評估位置時第二工業相機采集的葉片上端面的單張圖像E及獲取圖像E的時刻t。
[0023]S4-3.2、根據第一工業相機采集的實時圖像，確定在所述時刻t時第一工業相機采集的所述第i個葉片的葉片受力側面的單張圖像F。
[0024]S4-4、計算第i個葉片在圖像E中的葉片上端面的磨損真實外形，計算第i個葉片在圖像F中的葉片受力側面的磨損真實外形。
[0025]S4-5.1、若第i個葉片的葉片受力側面的磨損真實外形與葉片受力側面的使用極限外形相交，則第i個葉片的葉片受力側面的磨損評估率rn = 1，轉至S4-8 ;若第i個葉片的葉片受力側面的磨損真實外形與葉片受力側面的使用極限外形不相交，則轉至S4-5.2。
[0026]S4-5.2、若第i個葉片的葉片上端面的磨損真實外形與葉片上端面的使用極限外形相交，則第i個葉片的葉片上端面的磨損評估率ri2= 1，轉至S4-8;若第i個葉片的葉片上端面的磨損真實外形與葉片上端面的使用極限外形不相交，則轉至S4-6。
[0027]S4-6、將第i個葉片的葉片受力側面的磨損真實外形、葉片受力側面的初始標準外形和葉片受力側面的使用極限外形進行比較，得到第i個葉片的葉片受力側面的磨損評估率rn:
[0028]第i個葉片的葉片受力側面的磨損評估率rn =(葉片受力側面的初始標準外形的面積-面積A)/(葉片受力側面的初始標準外形的面積-葉片受力側面的使用極限外形的面積)。
[0029]其中:面積A =第i個葉片的葉片受力側面的磨損真實外形與葉片受力側面的初始標準外形重疊的面積。
[0030]S4-7、將第i個葉片的葉片上端面的磨損真實外形、葉片上端面的初始標準外形和葉片上端面的使用極限外形進行比較，得到第i個葉片的葉片上端面的磨損評估率ri2:
[0031]第i個葉片的葉片上端面的磨損評估率ri2 =(葉片上端面的初始標準外形的面積-面積B)/(葉片上端面的初始標準外形的面積-葉片上端面的使用極限外形的面積)。
[0032]其中:面積B =第i個葉片的葉片上端面的磨損真實外形與葉片上端面的初始標準外形重疊的面積。
[0033]S4- 8、根據第i個葉片的葉片受力側面的磨損評估率rn和第i個葉片的葉片上端面的磨損評估率ri2，得到第i個葉片的磨損評估率:
[0034](I)若第i個葉片的葉片受力側面的磨損評估率rn和葉片上端面的磨損評估率r12中任一個或兩個為1，則第i個葉片的磨損評估率A = I。
[0035](2)若第i個葉片的葉片受力側面的磨損評估率rn和葉片上端面的磨損評估率r12均< 1，則第i個葉片的磨損評估率T1 = 0.65Xrn+0.35Xri2。
[0036]S4-9、判斷第i個葉片的磨損評估率&是否等于1，若是則轉至S4-11，若不是則轉至S4-10。
[0037]S4-10、重復步驟S4-2至S4-9，得到所有葉片的磨損評估率巧，...，rn，n為葉片的數量。
[0038]S4-11、計算葉片綜合磨損評估率R，葉片綜合磨損評估率R = max ,…，rn)。
[0039]S4-12、若葉片綜合磨損評估率RS磨損更換值W1，則被評估的使用過程中KR脫硫用槳式攪拌器需要更換；若磨損修補值W2 <葉片綜合磨損評估率R〈磨損更換值W1，則被評估的使用過程中KR脫硫用槳式攪拌器的葉片需要進行修補；若葉片綜合磨損評估率R〈磨損修補值W2，則被評估的使用過程中KR脫硫用槳式攪拌器繼續使用。
[0040]所述手動調整方法是:以葉片受力側面的靠近且平行于KR脫硫用槳式攪拌器軸心線的邊的中點為縮小的基準點；對葉片受力側面按照初始標準外形:使用極限外形的對應邊的邊長比為1: k進行縮小，得到葉片受力側面的使用極限外形。
[0041]以葉片上端面的靠近KR脫硫用槳式攪拌器軸心線的曲邊的兩個端點連線的中點為縮小的基準點，對葉片上端面按照初始標準外形:使用極限外形的對應邊的邊長比為1: k進行縮小，得到葉片上端面的使用極限外形。
[0042]其中:k=未使用的KR脫硫用槳式攪拌器的葉片去除表面耐火材料層厚度的70%后的軸向長度/未使用的KR脫硫用槳式攪拌器的葉片的軸向長度。
[0043]所述單張圖像E及獲取圖像E的時刻t的確定步驟是:
[0044]步驟一、在第二工業相機采集的所有圖像上分別確定一條水平線為基準線LI，基準線LI過圖像B中葉片上端面的初始標準外形的一條邊的中點，所述的一條邊為葉片上端面與葉片受力側面共有的邊。
[0045]步驟二、在第二工業相機采集的所有圖像上分別確定一個矩形區a，矩形區a完全位于第二工業相機采集的圖像中，矩形區a的中心與圖像B中葉片上端面的初始標準外形的中心重合，矩形區a的長度為圖像B中葉片上端面的初始標準外形的長度的1.1~1.3倍，矩形區a的寬度為圖像B中葉片上端面的初始標準外形的寬度的1.8~2.2倍。
[0046]步驟三、利用矩形區a截取第二工業相機采集的每幀圖像，再采用Canny邊緣檢測算子對所截取的矩形區a進行計算，得到葉片上端面的磨損真實外形；再計算出葉片上端面的磨損真實外形的基準線LI的長度Dj。
[0047]步驟四、比較第i個葉片連續的三個葉片上端面的磨損真實外形的基準線LI的長度D」，直至找到Dj = Η--η(0^, Dj, Dj+1)，則該Dj所對應的圖像即為圖像E，獲得圖像E的時刻即為時刻t。
[0048]所述的計算第i個葉片在圖像E中的葉片上端面的磨損真實外形是:利用矩形區a截取圖像E，再采用Canny邊緣檢測算子對在所截取的矩形區a進行計算，得到第i個葉片在圖像E中的葉片上端面的磨損真實外形。
[0049]所述的計算第i個葉片在圖像F中的葉片受力側面的磨損真實外形是:先在圖像F上確定一個矩形區b，矩形區b完全位于圖像F中，矩形區b的中心與圖像A中葉片受力側面的初始標準外形的中心重合，矩形區b沿徑向方向的長度為圖像A中葉片受力側面的初始標準外形的最大徑向長度的1.1?1.3倍，矩形區b沿軸向方向的長度為圖像A中葉片受力側面的初始標準外形的最大軸向長度的1.1?1.3倍；然后利用矩形區b截取圖像F，再采用Canny邊緣檢測算子對所截取的矩形區b進行計算，從而得到第i個葉片在圖像F中的葉片受力側面的磨損真實外形。
[0050]所述相交是指通過8-鏈碼檢測到兩個形狀的外形存在共有點或相鄰點。
[0051]由于采用了上述技術方案，本發明具有以下優點:
[0052]1.本發明預先設置葉片磨損評估位置，分別確定未使用的KR脫硫用槳式攪拌器在葉片磨損評估位置時葉片的初始標準外形和葉片的使用極限外形，再確定使用過程中的KR脫硫用槳式攪拌器的葉片的磨損更換值Wl和磨損修補值W2。然后利用第一工業相機
[I]和第二工業相機同時獲取KR脫硫用槳式攪拌器轉動時葉片的系列圖像，根據系列圖像計算葉片的磨損真實外形與葉片的初始標準外形、葉片的使用極限外形進行比較。故操作簡單、評估結果準確和能夠對KR脫硫用槳式攪拌器的葉片磨損狀況進行量化評估。
[0053]2.本發明根據葉片采用的耐火材料、鐵水罐半徑與葉片的徑向長度的比及KR脫硫用槳式攪拌器的最大轉速確定使用過程中的KR脫硫用槳式攪拌器的葉片的磨損更換值Wl和磨損修補值W2，當葉片的磨損達到一定程度時，能夠給出葉片的需要修補或需要更換的評估結果，本發明由過去的定性評估變為定量評估，減少了主觀因素的影響，使得攪拌器的葉片磨損評估客觀化。有利于穩定脫硫效果和提高攪拌器的使用壽命。
[0054]因此，本發明具有操作簡單、評估準確和能夠對磨損程度進行量化評估的特點，有利于穩定脫硫效果和提高攪拌器的使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0055]圖1是本發明設置的一種葉片磨損評估位置示意圖；
[0056]圖2是圖1中葉片4的形狀示意圖；
[0057]圖3是圖2的葉片受力側面初始標準外形8、葉片受力側面磨損真實外形9及葉片受力側面使用極限外形10的示意圖；
[0058]圖4是圖2的葉片上端面初始標準外形11、葉片上端面磨損真實外形12及葉片上端面使用極限外形13的示意圖；
[0059]圖5是本發明的一種評估方法流程圖。
【具體實施方式】
[0060]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步描述，并非對保護范圍的限制:
[0061]實施例1[0062]一種KR脫硫用槳式攪拌器的葉片磨損評估方法。所述的評估方法的具體步驟如圖5所示:
[0063]第一步、葉片磨損評估位置的設置
[0064]本實施例中待評估的KR脫硫用槳式攪拌器2葉片均勻設置，葉片4的數量為3，每個葉片4的表面由葉片上端面5、與葉片上端面5相背的葉片下端面、葉片受力側面7、與葉片受力側面7相背的另一側面和葉片外端面6組成。
[0065]葉片磨損評估位置是:葉片4形心所確定的平面與第一工業相機I的鏡頭中心線位于同一平面，葉片4的形心旋轉所形成的圓與第一工業相機I的鏡頭中心線相切。第二工業相機3安裝在KR脫硫用槳式攪拌器2的上方，葉片4的葉片受力側面7與第一工業相機I的鏡頭中心線處于相互垂直時,第二工業相機3的鏡頭中心線與葉片外端面6的中心
線重合。
[0066]第一工業相機I和第二工業相機3的幀率相同，本實施例中第一工業相機I和第二工業相機3的幀率均為25fps。
[0067]第二步:確定未使用的葉片4在葉片磨損評估位置時的初始標準外形
[0068](I)通過第一工業相機I采集葉片4在葉片磨損評估位置時的葉片受力側面7的圖像，得到圖像A，再采用Canny邊緣檢測算子對圖像A進行計算，得到葉片受力側面7的初始標準外形8。
[0069](2)通過第二工業相機3采集葉片4在葉片磨損評估位置時的葉片上端面5的圖像，得到圖像B，再采用Canny邊緣檢測算子對圖像B進行計算，得到葉片上端面5的初始標準外形11。
[0070]第三步、確定磨損至不能使用的葉片4的使用極限外形:
[0071](I)通過第一工業相機I采集葉片4在葉片磨損評估位置時的葉片受力側面7的圖像，得到圖像C，再采用Canny邊緣檢測算子對圖像C進行計算，得到葉片受力側面7的使用極限外形10。
[0072](2)通過第二工業相機3采集葉片4在葉片磨損評估位置時的葉片上端面5的圖像，得到圖像D，再采用Canny邊緣檢測算子對圖像D進行計算，得到葉片上端面5的使用極限外形13。
[0073]第四步、先預先確定使用過程中葉片4的磨損更換值Wl和磨損修補值W2，本實施例中確定磨損更換值Wl = 0.8，磨損修補值W2 = 0.45，再評估使用過程中葉片4的磨損狀況；
[0074]S4-1、將使用過程中的KR脫硫用槳式攪拌器2升降至葉片磨損評估位置。
[0075]S4-2、以10轉/分的轉速轉動KR脫硫用槳式攪拌器2，第一工業相機I和第二工業相機3同時開始采集圖像。
[0076]S4-3.1、根據第二工業相機3采集的實時圖像，確定第I個葉片4在葉片磨損評估位置時第二工業相機3采集的葉片上端面5的單張圖像E及獲取圖像E的時刻t。所述單張圖像E及獲取圖像E的時刻t的確定步驟是:
[0077]步驟一、在第二工業相機3采集的所有圖像上分別確定一條水平線為基準線LI，基準線LI過圖像B中葉片上端面5的初始標準外形11的一條邊的中點，所述的一條邊為葉片上端面5與葉片受力側面7共有的邊。[0078]步驟二、在第二工業相機3采集的所有圖像上分別確定一個矩形區a，矩形區a完全位于第二工業相機3采集的圖像中，矩形區a的中心與圖像B中葉片上端面5的初始標準外形11的中心重合，矩形區a的長度為圖像B中葉片上端面5的初始標準外形11的長度的1.2倍，矩形區a的寬度為圖像B中葉片上端面5的初始標準外形11的寬度的2倍。
[0079]步驟二、利用矩形區a截取第二工業相機3米集的每幀圖像，再米用Canny邊緣檢測算子對所截取的矩形區a進行計算，得到葉片上端面5的磨損真實外形12 ;再計算出葉片上端面5的磨損真實外形12的基準線LI的長度Dj。
[0080]步驟四、比較第I個葉片4連續的三個葉片上端面5的磨損真實外形12的基準線LI的長度Dj，直至找到Dj = min (Djm, Dj, Dj+1)，則該Dj所對應的圖像即為圖像E，獲得圖像E的時刻即為時刻t。
[0081]S4-3.2、根據第一工業相機I采集的實時圖像，確定在所述時刻t時第一工業相機I采集的所述第I個葉片4的葉片受力側面7的單張圖像F。
[0082]S4-4、計算第I個葉片4在圖像E中的葉片上端面5的磨損真實外形12，計算第I個葉片4在圖像F中的葉片受力側面7的磨損真實外形9。
[0083]所述的計算第I個葉片4在圖像E中的葉片上端面5的磨損真實外形12是:利用矩形區a截取圖像E，再采用Canny邊緣檢測算子對在所截取的矩形區a進行計算，得到第I個葉片4在圖像E中的葉片上端面5的磨損真實外形12。
[0084]所述的計算第I個葉片4在圖像F中的葉片受力側面7的磨損真實外形9是:先在圖像F上確定一個矩形區b，矩形區b完全位于圖像F中，矩形區b的中心與圖像A中葉片受力側面7的初始標準外形8的中心重合，矩形區b沿徑向方向的長度為圖像A中葉片受力側面7的初始標準外形8的最大徑向長度的1.2倍，矩形區b沿軸向方向的長度為圖像A中葉片受力側面7的初始標準外形8的最大軸向長度的1.2倍；然后利用矩形區b截取圖像F，再采用Canny邊緣檢測算子對所截取的矩形區b進行計算，從而得到第I個葉片4在圖像F中的葉片受力側面7的磨損真實外形9。
[0085]S4-5.1、判斷第I個葉片4的葉片受力側面7的磨損真實外形9與葉片受力側面7的使用極限外形10是否相交，判斷結果為不相交，轉至S4-5.2。
[0086]所述相交是指通過8-鏈碼檢測到兩個形狀的外形存在共有點或相鄰點。
[0087]S4-5.2、判斷第I個葉片4的葉片上端面5的磨損真實外形12與葉片上端面5的使用極限外形13是否相交，判斷結果為不相交，轉至S4-6。
[0088]S4-6、將第I個葉片4的葉片受力側面7的磨損真實外形9、葉片受力側面7的初始標準外形8和葉片受力側面7的使用極限外形10進行比較，得到第I個葉片4的葉片受力側面7的磨損評估率I^11:
[0089]第I個葉片4的葉片受力側面7的磨損評估率T11 =(葉片受力側面7的初始標準外形8的面積-面積A)/(葉片受力側面7的初始標準外形8的面積-葉片受力側面7的使用極限外形10的面積)。 [0090]其中:面積A =第I個葉片4的葉片受力側面7的磨損真實外形9與葉片受力側面7的初始標準外形8重疊的面積。
[0091]所述的重疊是通過外形點的8-鏈碼計算得到；所述的面積均能通過外形點的8-鏈碼計算得到。因為葉片4上經常會粘連脫硫渣及鐵水，致使葉片4的真實外形部分地大于初始標準外形，所以此步計算中的面積A需要使用葉片受力側面7的磨損真實外形9與葉片受力側面7的初始標準外形8重疊的面積。
[0092]計算得到，本實施例中第I個葉片4的葉片受力側面7的磨損評估率rn = 0.4。
[0093]S4-7、將第I個葉片4的葉片上端面5的磨損真實外形12、葉片上端面5的初始標準外形11和葉片上端面5的使用極限外形13進行比較，得到第I個葉片4的葉片上端面5的磨損評估率r12:
[0094]第I個葉片4的葉片上端面5的磨損評估率r12 =(葉片上端面5的初始標準外形11的面積-面積B)/(葉片上端面5的初始標準外形11的面積-葉片上端面5的使用極限外形13的面積)。
[0095]其中:面積B =第I個葉片4的葉片上端面5的磨損真實外形12與葉片上端面5的初始標準外形11重疊的面積。
[0096]計算得到，本實施例中第I個葉片4的葉片上端面5的磨損評估率r12 = 0.45。
[0097]S4-8、根據第I個葉片4的葉片受力側面7的磨損評估率rn和第I個葉片4的葉片上端面5的磨損評估率r12，得到第I個葉片4的磨損評估率r1:
[0098]由于第I個葉片4的葉片受力側面7的磨損評估率rn和葉片上端面5的磨損評估率T12均< I,則第I個葉片4的磨損評估率r1 = 0.65Xrn+0.35Xr12 = 0.4175。
[0099]S4-9、判斷第I個葉片4的磨損評估率1^是否等于I ;判斷結果為不是，轉至S4-10。
[0100]S4-10、重復步驟S4-2至S4-9，得到第2個葉片4的磨損評估率r2 = 0.335 ;再重復步驟S4-2至S4-9，得到第3個葉片4的磨損評估率r3 = 0.405。
[0101]S4-11、計算葉片綜合磨損評估率R,葉片綜合磨損評估率R = HiaxCr1，…，r3)=
0.4175。
[0102]S4-12、由于葉片綜合磨損評估率R〈磨損修補值W2，則評估結果為被評估的使用過程中KR脫硫用槳式攪拌器2能繼續使用。
[0103]實施例2
[0104]一種KR脫硫用槳式攪拌器的葉片磨損評估方法。所述的評估方法的具體步驟如圖5所示:
[0105]第一步、同實施例1第一步；
[0106]第二步、同實施例1第二步；
[0107]第三步、采用手動調整方法，確定磨損至不能使用的KR脫硫用槳式攪拌器2的葉片4的使用極限外形:
[0108]以葉片受力側面7的靠近且平行于KR脫硫用槳式攪拌器2軸心線的邊的中點為縮小的基準點；對葉片受力側面7按照初始標準外形8:使用極限外形10的對應邊的邊長比為1: k進行縮小，得到葉片受力側面7的使用極限外形10。
[0109]以葉片上端面5的靠近KR脫硫用槳式攪拌器2軸心線的曲邊的兩個端點連線的中點為縮小的基準點，對葉片上端面5按照初始標準外形11:使用極限外形13的對應邊的邊長比為1: k進行縮小，得到葉片上端面5的使用極限外形13 ；
[0110] 其中:k =未使用的葉片4去除表面耐火材料層厚度的75%后的軸向長度/未使用的葉片4的軸向長度。[0111]第四步、先預先確定使用過程中葉片4的磨損更換值Wl和磨損修補值W2，本實施例中確定磨損更換值Wl = 0.9，磨損修補值W2 = 0.4，再評估使用過程中葉片4的磨損狀況；
[0112]S4-1 同實施例1 的 S4-1。
[0113]S4-2除以5轉/分的轉速轉動KR脫硫用槳式攪拌器2外，其余同實施例1的S4_2。
[0114]S4-3 至 S4-5 同實施例1 的 S4-3 至 S4-5。
[0115]S4-6至S4-8除下述參數外，其余同實施例1的S4-6至S4-8:
[0116]計算得到，本實施例中第I個葉片4的葉片受力側面7的磨損評估率rn = 0.53。
[0117]計算得到，本實施例中第I個葉片4的葉片上端面5的磨損評估率r12 = 0.42。
[0118]由于第I個葉片4的葉片受力側面7的磨損評估率rn和葉片上端面5的磨損評估率T12均< 1,則第I個葉片4的磨損評估率r1 = 0.65Xrn+0.35Xr12 = 0.4915。
[0119]S4-9、判斷第I個葉片4的磨損評估率1^是否等于I ;判斷結果為不是，轉至S4-10。
[0120]S4-10、重復步驟S4-2至S4-9，得到第2個葉片4的磨損評估率r2 = 0.55 ;再重復步驟S4-2至S4-9，得到第3個葉片4的磨損評估率r3 = 0.5325。
[0121]S4-11、計算葉片綜合磨損評估率R,葉片綜合磨損評估率R = HiaxCr1，…，r3)=
0.55。
[0122]S4-12、由于磨損修補值W2≤葉片綜合磨損評估率隊磨損更換值W1，則評估結果為被評估的葉片4需要進行修補。
[0123]實施例3
[0124]一種KR脫硫用槳式攪拌器的葉片磨損評估方法。所述的評估方法的具體步驟如圖5所示:
[0125]第一步除葉片4的數量為4外，其余同實施例1第一步；
[0126]第二步、同實施例1第二步；
[0127]第三步除下述參數外，其余同實施例2第三步；
[0128]其中:k =未使用的葉片4去除表面耐火材料層厚度的65%后的軸向長度/未使用的葉片4的軸向長度。
[0129]第四步、先預先確定使用過程中葉片4的磨損更換值Wl和磨損修補值W2,本實施例中確定磨損更換值Wl = 0.85，磨損修補值W2 = 0.43，再評估使用過程中葉片4的磨損狀況；
[0130]S4-1 同實施例1 的 S4-1。
[0131]S4-2除以7轉/分的轉速轉動KR脫硫用槳式攪拌器2外，其余同實施例1的S4_2。
[0132]S4-3 至 S4-5 同實施例1 的 S4-3 至 S4-5。
[0133]S4-6至S4-8除下述參數外，其余同實施例1的S4_6至S4_8:
[0134]計算得到，本實施例中第I個葉片4的葉片受力側面7的磨損評估率rn = 0.82。
[0135]計算得到，本實施例中第I個葉片4的葉片上端面5的磨損評估率r12 = 0.88。
[0136]由于第I個葉片4的葉片受力側面7的磨損評估率rn和葉片上端面5的磨損評估率T12均< I,則第I個葉片4的磨損評估率r1 = 0.65Xrn+0.35Xr12 = 0.841。
[0137]S4-9、判斷第I個葉片4的磨損評估率1^是否等于I ;判斷結果為不是，轉至S4-10。
[0138]S4-10、重復步驟S4-2至S4-9，得到第2個葉片4的磨損評估率r2 = 0.852 ;再重復步驟S4-2至S4-9，得到第3個葉片4的磨損評估率r3 = 0.8545 ;再重復步驟S4-2至S4-9,得到第3個葉片4的磨損評估率r4 = 0.868。
[0139]S4-11、計算葉片綜合磨損評估率R,葉片綜合磨損評估率R = HiaxCr1，…，r3)=
·0.868ο
[0140]S4-12、由于葉片綜合磨損評估率R≥磨損更換值W1，則被評估的使用過程中KR脫硫用槳式攪拌器需要更換。
[0141]實施例4
[0142]一種KR脫硫用槳式攪拌器的葉片磨損評估方法。所述的評估方法的具體步驟如圖5所示:
[0143]第一步、同 實施例1第一步；
[0144]第二步、同實施例1第二步；
[0145]第三步除下述參數外，其余同實施例2第三步；
[0146]其中:k =未使用的葉片4去除表面耐火材料層厚度的70%后的軸向長度/未使用的葉片4的軸向長度。
[0147]第四步、先預先設定使用過程中的KR脫硫用槳式攪拌器2的葉片4的磨損更換值Wl和磨損修補值W2，本實施例中設定Wl = 0.85, W2 = 0.42，再評估使用過程中KR脫硫用槳式攪拌器2的葉片4的磨損狀況；
[0148]S4-1 同實施例1 的 S4-1。
[0149]S4-2除以8轉/分的轉速轉動KR脫硫用槳式攪拌器2外，其余同實施例1的S4_2。
[0150]S4-3 至 S4-5 同實施例1 的 S4-3 至 S4-5。
[0151]S4-5.1、判斷第I個葉片4的葉片受力側面7的磨損真實外形9與葉片受力側面7的使用極限外形10是否相交，判斷結果為相交，則第I個葉片4的葉片受力側面7的磨損評估率rn = 1，轉至S4-8。
[0152]S4-8、根據第I個葉片4的葉片受力側面7的磨損評估率rn和第I個葉片4的葉片上端面5的磨損評估率r12，得到第I個葉片4的磨損評估率ι:
[0153]由于第I個葉片4的葉片受力側面7的磨損評估率rn等于1，則第I個葉片4的磨損評估率A = I ；
[0154]S4-9、判斷第I個葉片4的磨損評估率1^是否等于I ;判斷結果為是，則轉至S4-11。
[0155]S4-11、計算葉片綜合磨損評估率R,葉片綜合磨損評估率R = InaxCr1,…，r3) = I。
[0156]S4-12、由于葉片綜合磨損評估率RS磨損更換值W1，則評估結果為被評估的使用過程中KR脫硫用槳式攪拌器2需要更換。
[0157]本【具體實施方式】具有以下優點:
[0158]1.本【具體實施方式】預先設置葉片磨損評估位置，分別確定未使用的KR脫硫用槳式攪拌器2在葉片磨損評估位置時葉片4的初始標準外形和葉片4的使用極限外形，再確定使用過程中的KR脫硫用槳式攪拌器2的葉片4的磨損更換值Wl和磨損修補值W2。然后利用第一工業相機I和第二工業相機3同時獲取KR脫硫用槳式攪拌器2轉動時葉片4的系列圖像，根據系列圖像計算葉片4的磨損真實外形與葉片的初始標準外形、葉片的使用極限外形進行比較。故操作簡單、評估結果準確和能夠對KR脫硫用槳式攪拌器2的葉片磨損狀況進行量化評估。
[0159]2.本【具體實施方式】根據葉片采用的耐火材料、鐵水罐半徑與葉片的徑向長度的比及KR脫硫用槳式攪拌器的最大轉速確定使用過程中的KR脫硫用槳式攪拌器2的葉片的磨損更換值Wl和磨損修補值W2，當葉片4的磨損達到一定程度時，能夠給出葉片4的需要修補或需要更換的評估結果，本【具體實施方式】由過去的定性評估變為定量評估，減少了主觀因素的影響，使得攪拌器的葉片磨損評估客觀化。有利于穩定脫硫效果和提高攪拌器的使用壽命。
[0160]因此，本【具體實施方式】具有操作簡單、評估準確和能夠對磨損程度進行量化評估的特點，有利于穩定脫硫效果和提高攪拌器的使用壽命。
【權利要求】
1.一種KR脫硫用槳式攪拌器的葉片磨損評估方法，其特征在于所述葉片磨損評估方法是: 第一步、葉片磨損評估位置的設置 KR脫硫用槳式攪拌器[2]的葉片[4]均勻設置，葉片[4]的數量為3或4個，每個葉片[4]的表面由葉片上端面[5]、與葉片上端面[5]相背的葉片下端面、葉片受力側面[7]、與葉片受力側面[7]相背的另一側面和葉片外端面[6]組成； 葉片磨損評估位置是:葉片[4]形心所確定的平面與第一工業相機[I]的鏡頭中心線位于同一平面，葉片[4]的形心旋轉所形成的圓與第一工業相機[I]的鏡頭中心線相切；第二工業相機[3]安裝在KR脫硫用槳式攪拌器[2]的上方，葉片[4]的葉片受力側面[7]與第一工業相機[I]的鏡頭中心線處于相互垂直時，第二工業相機[3]的鏡頭中心線與葉片外端面[6]的中心線重合； 第一工業相機[I]和第二工業相機[3]的幀率相同； 第二步:確定未使用的葉片[4]在葉片磨損評估位置時的初始標準外形 (1)通過第一工業相機[I]采集葉片[4]在葉片磨損評估位置時的葉片受力側面[7]的圖像，得到圖像A，再采用Canny邊緣檢測算子對圖像A進行計算，得到葉片受力側面[7]的初始標準外形[8]； (2)通過第二工業相機[3]采集葉片[4]在葉片磨損評估位置時的葉片上端面[5]的圖像，得到圖像B，再采用Canny邊緣檢測算子對圖像B進行計算，得到葉片上端面[5]的初始標準外形[11]; 第三步、確定磨損至不能使用的葉片[4]的使用極限外形 方法一、確定磨損至不能使用的葉片[4]在葉片磨損評估位置時葉片[4]的使用極限外形: (1)通過第一工業相機[I]采集葉片[4]在葉片磨損評估位置時的葉片受力側面[7]的圖像，得到圖像C，再采用Canny邊緣檢測算子對圖像C進行計算，得到葉片受力側面[7]的使用極限外形[10]； (2)通過第二工業相機[3]采集葉片[4]在葉片磨損評估位置時的葉片上端面[5]的圖像，得到圖像D，再采用Canny邊緣檢測算子對圖像D進行計算，得到葉片上端面[5]的使用極限外形[13]； 方法二、采用手動調整方法，確定磨損至不能使用的KR脫硫用槳式攪拌器[2]的葉片[4]的使用極限外形； 第四步、先預先確定使用過程中葉片[4]的磨損更換值Wl和磨損修補值W2 ;再評估使用過程中葉片[4]的磨損狀況: S4-1、將使用過程中的KR脫硫用槳式攪拌器[2]升降至葉片磨損評估位置； S4-2、以5~10轉/分的 轉速轉動KR脫硫用槳式攪拌器[2]，第一工業相機[I]和第二工業相機[3]同時開始采集圖像； S4-3.1、根據第二工業相機[3]采集的實時圖像，確定第i個葉片[4]在葉片磨損評估位置時第二工業相機[3]采集的葉片上端面[5]的單張圖像E及獲取圖像E的時刻t ；S4-3.2、根據第一工業相機[I]采集的實時圖像，確定在所述時刻t時第一工業相機[I]采集的所述第i個葉片[4]的葉片受力側面[7]的單張圖像F ;S4-4、計算第i個葉片[4]在圖像E中的葉片上端面[5]的磨損真實外形[12]，計算第i個葉片[4]在圖像F中的葉片受力側面[7]的磨損真實外形[9]； S4-5.1、若第i個葉片[4]的葉片受力側面[7]的磨損真實外形[9]與葉片受力側面[7]的使用極限外形[10]相交，則第i個葉片[4]的葉片受力側面[7]的磨損評估率rn =1，轉至S4-8 ;若第i個葉片[4]的葉片受力側面[7]的磨損真實外形[9]與葉片受力側面[7]的使用極限外形[10]不相交，則轉至S4-5.2 ； S4-5.2、若第i個葉片[4]的葉片上端面[5]的磨損真實外形[12]與葉片上端面[5]的使用極限外形[13]相交，則第i個葉片[4]的葉片上端面[5]的磨損評估率ri2 = 1，轉至S4-8 ;若第i個葉片[4]的葉片上端面[5]的磨損真實外形[12]與葉片上端面[5]的使用極限外形[13]不相交，則轉至S4-6 ； S4-6、將第i個葉片[4]的葉片受力側面[7]的磨損真實外形[9]、葉片受力側面[7]的初始標準外形[8]和葉片受力側面[7]的使用極限外形[10]進行比較，得到第i個葉片[4]的葉片受力側面[7]的磨損評估率: 第i個葉片[4]的葉片受力側面[7]的磨損評估率rn =(葉片受力側面[7]的初始標準外形[8]的面積-面積A)/(葉片受力側面[7]的初始標準外形[8]的面積-葉片受力側面[7]的使用極限外形[10]的面積)； 其中:面積A =第i個葉片[4]的葉片受力側面[7]的磨損真實外形[9]與葉片受力側面[7]的初始標準外形[8]重疊的面積； S4-7、將第i個葉片[4]的葉片上端面[5]的磨損真實外形[12]、葉片上端面[5]的初始標準外形[11]和葉片上端面[5]的使用極限外形[13]進行比較，得到第i個葉片[4]的葉片上端面[5]的磨損評估率ri2: 第i個葉片[4]的葉片上端面[5]的磨損評估率ri2 =(葉片上端面[5]的初始標準外形[11]的面積-面積B)/(葉片上端面[5]的初始標準外形[11]的面積-葉片上端面[5]的使用極限外形[13]的面積)； 其中:面積B =第i個葉片[4]的葉片上端面[5]的磨損真實外形[12]與葉片上端面[5]的初始標準外形[11]重疊的面積； S4-8、根據第i個葉片[4]的葉片受力側面[7]的磨損評估率rn和第i個葉片[4]的葉片上端面[5]的磨損評估率ri2，得到第i個葉片[4]的磨損評估率&: (1)若第i個葉片[4]的葉片受力側面[7]的磨損評估率rn和葉片上端面[5]的磨損評估率ri2中任一個或兩個為1，則第i個葉片[4]的磨損評估率= I ； (2)若第i個葉片[4]的葉片受力側面[7]的磨損評估率rn和葉片上端面[5]的磨損評估率ri2均< 1，則第i個葉片[4]的磨損評估率η = 0.65Xrn+0.35Xri2 ; S4-9、若第i個葉片[4]的磨損評估率&等于1，則轉至S4-11，若不等于1，則轉至S4-10 ； S4-10、重復步驟S4-2至S4-9，得到所有葉片[4]的磨損評估率巧，...，rn，η為葉片[4]的數量； S4-11、計算葉片綜合磨損評估率R，葉片綜合磨損評估率R = max(r1； - ,rn)； S4-12、若葉片綜合磨損評估率RS磨損更換值W1，則被評估的使用過程中KR脫硫用槳式攪拌器[2]需要更換；若磨損修補值W2S葉片綜合磨損評估率R〈磨損更換值W1，則被評估的使用過程中的葉片[4]需要進行修補；若葉片綜合磨損評估率R〈磨損修補值W2，則被評估的使用過程中KR脫硫用槳式攪拌器[2]繼續使用。
2.根據權利要求1所述的KR脫硫用槳式攪拌器的葉片磨損評估方法，其特征在于所述手動調整方法是:以葉片受力側面[7]的靠近且平行于KR脫硫用槳式攪拌器[2]軸心線的邊的中點為縮小的基準點；對葉片受力側面[7]按照初始標準外形[8]:使用極限外形[10]的對應邊的邊長比為1: k進行縮小，得到葉片受力側面[7]的使用極限外形[10]； 以葉片上端面[5]的靠近KR脫硫用槳式攪拌器[2]軸心線的曲邊的兩個端點連線的中點為縮小的基準點，對葉片上端面[5]按照初始標準外形[11]:使用極限外形[13]的對應邊的邊長比為1: k進行縮小，得到葉片上端面[5]的使用極限外形[13]； 其中:k=未使用的葉片[4]去除表面耐火材料層厚度的65~75%后的軸向長度/未使用的葉片[4]的軸向長度。
3.根據權利要求1所述的KR脫硫用槳式攪拌器的葉片磨損評估方法，其特征在于所述單張圖像E及獲取圖像E的時刻t的確定步驟是: 步驟一、在第二工業相機[3]采集的所有圖像上分別確定一條水平線為基準線LI，基準線LI過圖像B中葉片上端面[5]的初始標準外形[11]的一條邊的中點，所述的一條邊為葉片上端面[5]與葉片受力側面[7]共有的邊； 步驟二、在第二工業相機[3]采集的所有圖像上分別確定一個矩形區a，矩形區a完全位于第二工業相機[3 ]采集的圖像中，矩形區a的中心與圖像B中葉片上端面[5]的初始標準外形[11]的中心重合，矩形區a的長度為圖像B中葉片上端面[5]的初始標準外形[11]的長度的1.1~1.3倍，矩形區a的寬度為圖像B中葉片上端面[5]的初始標準外形[11]的寬度的1.8~2.2倍； 步驟三、利用矩形區a截取第二工業相機[3]采集的每幀圖像，再采用Canny邊緣檢測算子對所截取的矩形區a進行計算，得到葉片上端面[5]的磨損真實外形[12];再計算出葉片上端面[5]的磨損真實外形[12]的基準線LI的長度Dj ； 步驟四、比較第i個葉片[4]連續的三個葉片上端面[5]的磨損真實外形[12]的基準線LI的長度Dj，直至找到Dj = min (DjmjDj, Dj+1)，則該Dj所對應的圖像即為圖像E，獲得圖像E的時刻即為時刻t。
4.根據權利要求1所述的KR脫硫用槳式攪拌器的葉片磨損評估方法，其特征在于所述的計算第i個葉片[4]在圖像E中的葉片上端面[5]的磨損真實外形[12]是:利用矩形區a截取圖像E，再采用Canny邊緣檢測算子對在所截取的矩形區a進行計算，得到第i個葉片[4]在圖像E中的葉片上端面[5]的磨損真實外形[12]。
5.根據權利要求1所述的KR脫硫用槳式攪拌器的葉片磨損評估方法，其特征在于所述的計算第i個葉片[4]在圖像F中的葉片受力側面[7]的磨損真實外形[9]是:先在圖像F上確定一個矩形區b，矩形區b完全位于圖像F中，矩形區b的中心與圖像A中葉片受力側面[7]的初始標準外形[8]的中心重合，矩形區b沿徑向方向的長度為圖像A中葉片受力側面[7]的初始標準外形[8]的最大徑向長度的1.1~1.3倍，矩形區b沿軸向方向的長度為圖像A中葉片受力側面[7]的初始標準外形[8]的最大軸向長度的1.1~1.3倍；然后利用矩形區b截取圖像F，再采用Canny邊緣檢測算子對所截取的矩形區b進行計算，從而得到第i個葉片[4]在圖像F中的葉片受力側面[7]的磨損真實外形[9]。
6.根據權利要求1所述的KR脫硫用槳式攪拌器的葉片磨損評估方法，其特征在于所述相交是指通過8-鏈碼檢 測到兩個形狀的外形存在共有點或相鄰點。
【文檔編號】G01B11/28GK103968780SQ201410211746
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月16日 優先權日:2014年5月16日
【發明者】但斌斌, 容芷君, 陳奎生, 湛從昌, 肖林偉, 曾良才, 付連東, 陳新元, 朱學彪 申請人:武漢科技大學