中钢洛耐院开发出全自动影像式耐火度试验炉

耐火度指材料在无荷重的条件下抵抗高温而不熔化的特性，反映了耐火材料抵抗高温作用的性能，是耐火材料最重要的参数之一。随着高温材料的研究与发展，对高温材料熔融过程的测量要求越来越直观化、精细化、智能化、非接触化。以往的间接式测量方式只能获取简单的单一信息，且会对被测物造成一定的破坏，不能反应真实的熔融过程。如何满足熔融过程测量的准确性、直观性、智能化及非接触性，寄希望于机器视觉。中钢集团洛阳耐火材料研究院自主研发生产的NHD-1809PC全自动影像式耐火度试验炉，以GB 7322及ISO 528测试标准为基础，将机器视觉应用到耐火度的测量中，用于测试各类耐火原料、耐火制品或其他非金属制品的耐火度。

耐火度测试系统主要由电控系统、加热炉体和摄像系统3部分组成，见图1。电控系统包括电控柜、旋转机构等;加热炉体由保温材料、测温试锥及锥盘、刚玉支撑棒和发热体组成;观测系统则由摄像机、视频转换卡和计算机组成。

高温环境下，耐火度炉膛内高温热辐射发出强烈的黄白光，形成近乎曝光的亮场。炉膛内物体如炉衬、测温锥、锥盘等改变原来颜色，产生相同的光谱。相同光谱的物体成像混沌一团，很难区分出个体。为保证成像的清晰度，特别设计了一套机器视觉系统。系统整体结构分为3个部分，图像采集部分、炉体加热及旋转机构部分与工控机核心处理部分。在摄像机与炉体之间留有圆形观察孔，观察孔中放置滤光片，可滤掉一部分强光。考虑到耐火度炉膛内的温度区域呈一定的阶梯分布，测温锥和锥盘一般在高温区亮场，背景炉衬一般在低温区。背景炉衬和测温锥的距离越远形成的低温区越明显，于是在背景炉衬开一个口径逐渐变小的圆形口，通向外界环境，这样在不影响炉体结构的情况下，人为加一个阶梯降温的小冷却机构，产生不同的热辐射区域，形成一个相对于测温锥的暗场区。测温锥及锥盘放置在炉体内的旋转机构上，使锥体受热均匀，保证测温锥弯倒均匀。