異常檢測方法以及高爐操作方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及異常檢測方法以及高爐操作方法。異常檢測裝置(10)包括設(shè)置在高爐(1)的多個風(fēng)口(11)附近的風(fēng)口照相機(31)以及圖像處理裝置(7)。圖像處理裝置(7)的代表亮度矢量收集部(773)按照預(yù)先由風(fēng)口照相機(31)同時拍攝的風(fēng)口圖像的每一個基于各像素的亮度值來決定代表亮度，并以時間序列收集代表亮度矢量。指標(biāo)提取部(775)進(jìn)行以時間序列收集的代表亮度矢量的主成分分析，并提取主成分矢量。另外，代表亮度矢量收集部(773)從作業(yè)時由風(fēng)口照相機(31)同時拍攝的風(fēng)口圖像收集代表亮度矢量。異常檢測處理部(777)計算從收集的代表亮度矢量向主成分矢量方向引出的垂線的長度作為評價值，并通過將評價值與規(guī)定的閾值相比較來檢測高爐(1)的異常。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及從由設(shè)置在高爐的風(fēng)口附近的照相機拍攝的風(fēng)口圖像檢測高爐的異常的異常檢測方法以及高爐操作方法。
技術(shù)介紹
作為用于實現(xiàn)穩(wěn)定的高爐操作的判斷基準(zhǔn)之一，例舉經(jīng)由高爐的風(fēng)口觀察的高爐內(nèi)回旋區(qū)部的亮度信息。該亮度信息包括爐熱的高低、粉煤的燃燒度、未熔融礦石(non-meltedironore)的落下信息這種高爐的操作上重要的信息。通過操作人員1日數(shù)次左右觀察觀察窗而進(jìn)行的功能檢查(sensoryinspection)來實施經(jīng)由風(fēng)口的亮度信息的觀察。另外，近年來，在風(fēng)口附近設(shè)置照相機，在監(jiān)視室內(nèi)對由該照相機拍攝的圖像(風(fēng)口圖像)進(jìn)行監(jiān)視顯示來集中監(jiān)視的情況也增加(例如參照專利文獻(xiàn)1)。此處，在高爐的周方向上設(shè)置多個風(fēng)口。在直接觀察觀察窗的情況下以及在監(jiān)視室中集中監(jiān)視的情況下中的任意的情況下，操作人員通過注視高爐周方向的多個風(fēng)口的每個風(fēng)口的亮度信息的偏差(高爐周方向上的亮度信息的偏差(deviationofthebrightness))，而直觀上檢測各風(fēng)口附近的異常的產(chǎn)生。另一方面，專利文獻(xiàn)2中公開了如下的技術(shù)：在高爐周方向的多個風(fēng)口中的3個位置以上安裝照相機、亮度計，并基于通過計算來自各位置的上方的未熔融礦石的落下次數(shù)所檢測到的落下頻率，來調(diào)整從爐頂投入的礦石和焦炭的比率。另外，專利文獻(xiàn)3中作為代替操作人員的功能檢查的技術(shù)，而公開了對利用放射溫度照相機所得到的風(fēng)口圖像內(nèi)的溫度分布進(jìn)行圖像處理，并求出粉煤的燃燒性的手法。在該專利文獻(xiàn)3的技術(shù)中，將利用放射溫度照相機所得到的風(fēng)口內(nèi)溫度分布分割為多個區(qū)域，關(guān)于各區(qū)域，通過對單位溫度的面積比、黑部(粉煤未燃燒帶)面積比等進(jìn)行數(shù)值化，從而將粉煤的燃燒性進(jìn)行指標(biāo)化。專利文獻(xiàn)1:日本特開2004－183956號公報專利文獻(xiàn)2:日本特開平5－186811號公報專利文獻(xiàn)3:日本特開平5－256705號公報然而，上述的專利文獻(xiàn)2的技術(shù)是為了在高爐全體全都檢測未熔融礦石的落下次數(shù)這個目的而利用拍攝多個風(fēng)口附近的風(fēng)口圖像，并不是檢測操作人員為了檢測高爐的異常而注視的上述高爐周方向上的亮度信息的偏差。另外，在風(fēng)口附近，除了專利文獻(xiàn)3所公開的那樣的能夠數(shù)值化為單位溫度的面積比等的異常以外，也可能產(chǎn)生未假定的(unanticipated)各種狀況。加上，在以面積比為指標(biāo)的方法中，存在不能夠檢測如因拍攝的風(fēng)口圖像內(nèi)的位置移動而在風(fēng)口圖像中出現(xiàn)的異常(例如后述的PCI流動方向異常)等那樣面積比本身沒有較大地變動的風(fēng)口圖像內(nèi)的亮度信息的變化這個問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)是為了解決上述那樣的課題而提出的，其目的在于提供一種能夠自動地檢測高爐周方向上的亮度信息的偏差的異常檢測方法以及高爐操作方法。另外，本專利技術(shù)的另一目的在于提供一種能夠精度良好地檢測風(fēng)口附近所產(chǎn)生的與正常時不同的狀況的異常檢測方法以及高爐操作方法。為了解決上述的課題，實現(xiàn)目的，本專利技術(shù)的第1方式所涉及的異常檢測方法是從由設(shè)置在高爐的多個風(fēng)口附近的照相機拍攝的風(fēng)口圖像檢測上述高爐的異常的異常檢測方法，其特征在于，包括收集步驟，針對預(yù)先由上述照相機同時拍攝的風(fēng)口圖像的每一個基于各像素的亮度值決定的代表亮度，并以時間序列收集根據(jù)上述代表亮度而規(guī)定的代表亮度矢量；提取步驟，進(jìn)行以上述時間序列收集的代表亮度矢量的主成分分析(principalcomponentanalysis)，并提取主成分矢量；計算步驟，從作業(yè)時由上述照相機拍攝的風(fēng)口圖像收集上述代表亮度矢量，并計算從上述代表亮度矢量向上述主成分矢量方向引出的垂線的長度作為評價值；以及異常檢測步驟，通過將上述評價值與規(guī)定的閾值(threshold)相比較來檢測上述高爐的異常。為了解決上述的課題，實現(xiàn)目的，本專利技術(shù)的第2方式所涉及的異常檢測方法是從由設(shè)置在高爐的風(fēng)口附近的照相機拍攝的風(fēng)口圖像檢測上述高爐的異常的異常檢測方法，其特征在于，包括：收集步驟，將預(yù)先由上述照相機拍攝的風(fēng)口圖像區(qū)域分割為多個區(qū)域，針對上述區(qū)域的每一個基于各像素的亮度值來決定代表亮度，并以時間序列收集根據(jù)上述代表亮度而規(guī)定的代表亮度矢量；提取步驟，進(jìn)行以上述時間序列收集的代表亮度矢量的主成分分析，并提取主成分矢量；計算步驟，從作業(yè)時由上述照相機拍攝的風(fēng)口圖像收集上述代表亮度矢量，并計算從上述代表亮度矢量向上述主成分矢量方向引出的垂線的長度作為評價值；以及異常檢測步驟，通過將上述評價值與規(guī)定的閾值相比較來檢測上述高爐的異常。根據(jù)本專利技術(shù)，能夠自動地檢測高爐周方向上的亮度信息的偏差。另外，能夠精度良好地檢測在風(fēng)口附近產(chǎn)生的與正常時不同的狀況。附圖說明圖1是表示應(yīng)用異常檢測裝置的高爐的示意結(jié)構(gòu)例子的示意圖。圖2是表示第1實施方式的異常檢測裝置的結(jié)構(gòu)例子的示意圖。圖3是表示風(fēng)口圖像的一個例子的示意圖。圖4是表示風(fēng)口圖像的亮度值的時間序列變化的一個例子的圖。圖5是表示八維空間中的時間序列的代表亮度矢量的分布例的圖。圖6是說明主成分方向以及從主成分脫離方向的圖。圖7是說明評價值的計算的說明圖。圖8是說明使用了評價值的異常判定的圖。圖9是表示指標(biāo)提取處理的處理順序的流程圖。圖10是表示異常檢測處理的處理順序的流程圖。圖11是表示第2實施方式的異常檢測裝置的結(jié)構(gòu)例子地方示意圖。圖12是表示風(fēng)口圖像的區(qū)域分割例子的圖。圖13是表示風(fēng)口圖像的其它區(qū)域分割例子的圖。圖14是表示從正常時的風(fēng)口圖像得到的每個區(qū)域的亮度值的時間序列變化的一個例子的圖。圖15是表示熔渣升高(elevationofthemoltenslag)時的每個區(qū)域的亮度值變化的一個例子的圖。圖16是表示噴槍破損時的每個區(qū)域的亮度值變化的一個例子的圖。圖17是表示PCI流動方向異常時的每個區(qū)域的亮度值變化的一個例子的圖。圖18是表示十六維空間中的時間序列的代表亮度矢量的分布例子的圖。圖19是說明主成分方向以及偏離主成分的程度的圖。圖20是說明評價值的計算的說明圖。圖21是說明使用了評價值的異常判定的圖。圖22是表示指標(biāo)提取處理的處理順序的流程圖。圖23是表示異常檢測處理的處理順序的流程圖。具體實施方式以下，參照附圖，對用于實施本專利技術(shù)的異常檢測方法以及高爐操作方法的方式進(jìn)行說明。此外，本專利技術(shù)并不被該實施方式所限定。另外，在附圖的記載中，同一部分附加同一附圖標(biāo)記。<本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種異常檢測方法，是從由設(shè)置在高爐的多個風(fēng)口附近的照相機拍攝的風(fēng)口圖像檢測上述高爐的異常的異常檢測方法，其特征在于，包括：收集步驟，針對預(yù)先由上述照相機同時拍攝的風(fēng)口圖像的每一個基于各像素的亮度值來決定代表亮度，并以時間序列收集根據(jù)上述代表亮度而規(guī)定的代表亮度矢量；提取步驟，進(jìn)行以上述時間序列收集的代表亮度矢量的主成分分析，并提取主成分矢量；計算步驟，從作業(yè)時由上述照相機同時拍攝的風(fēng)口圖像收集上述代表亮度矢量，并計算從上述代表亮度矢量向上述主成分矢量方向引出的垂線的長度作為評價值；以及異常檢測步驟，通過將上述評價值與規(guī)定的閾值相比較來檢測上述高爐的異常。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2013.07.29 JP 2013-156834;2013.07.29 JP 2013-156831.一種異常檢測方法，是從由設(shè)置在高爐的多個風(fēng)口附近的照相
機拍攝的風(fēng)口圖像檢測上述高爐的異常的異常檢測方法，其特征在于，
包括：
收集步驟，針對預(yù)先由上述照相機同時拍攝的風(fēng)口圖像的每一個基
于各像素的亮度值來決定代表亮度，并以時間序列收集根據(jù)上述代表亮
度而規(guī)定的代表亮度矢量；
提取步驟，進(jìn)行以上述時間序列收集的代表亮度矢量的主成分分
析，并提取主成分矢量；
計算步驟，從作業(yè)時由上述照相機同時拍攝的風(fēng)口圖像收集上述代
表亮度矢量，并計算從上述代表亮度矢量向上述主成分矢量方向引出的
垂線的長度作為評價值；以及
異常檢測步驟，通過將上述評價值與規(guī)定的閾值相比較來檢測上述
高爐的異常。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異常檢測方法，其特征在于，
將上述風(fēng)口圖像內(nèi)的亮度值的最大值作為上述代表亮度來收集上
述代表亮度矢量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異常檢測方法，其特征在于，
將上述風(fēng)口圖像內(nèi)的亮度值的平均值作為上述代表亮度來收集上
述代表亮度矢量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異常檢測方法，其特征在于，
將上述風(fēng)口圖像內(nèi)的亮度值的最小值作為上述代表亮度來收集上
述代表亮度矢量。...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：津田和呂，平田丈英，山平尚史，阿部秀和，
申請(專利權(quán))人：杰富意鋼鐵株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：日本;JP