在连铸工艺中,实时、准确获取钢水温度是提高各工艺环节钢水温度控制精度的前提。黑体空腔式钢水连续测温传感器实现了钢水温度高精度连续测量,成为了新一代钢水测温产品,但存在响应时间长这一问题。改进后的新型黑体空腔式钢水连续测温传感器采用了内外管分离的结构,旨在加快响应速度、提高效率、降低能耗。但在实际使用中发现部分新型传感器仍然出现了响应滞后的问题。研究发现,传感器的金属陶瓷管部分和主体部分的轴对中程度是影响响应时间的重要因素。本文在研究了大量对中度检测方法的基础上,结合金属陶瓷管这类长盲孔结构的特点,提出了一种基于网格结构光主动视觉的对中度检测方法,根据图像特征确定金属陶瓷管底部球面的位置,计算与标准情况下相比发生的偏移量。主要开展的研究工作如下:首先,配置实验平台中的各硬件设施,包括光源、对中度调节模块、图像采集部分,着重分析了光源产生方式及结构光类型对实验的影响。提出了使用网格结构光定位球面的两条对称轴来计算球面偏移量的方法,根据激光三角原理中光点成像位置与深度的关系,得出了球面对称轴位于激光条纹曲线的极值位置处这一推论。其次,建立网格结构光模型、相机模型、反射图像模型,模拟视觉检测的传感过程。通过模型着重分析了相机的位置和姿态这两个重要参数对测量灵敏度的影响,得出了两种能够提高灵敏度的拍摄姿态:俯仰及倾斜。建立陶瓷管平偏和角偏模型,根据模拟结果从理论层面验证了检测方法的正确性。再次,对于通过实验采集到的图像,设计了一系列合适的图像预处理方案。通过ROI选取、滤波去噪去除背景及噪声的影响;通过Gamma变换和顶帽变换改善和增强反射图像的质量,有效改善了二值化效果。通过开运算断开横纵光条之间的连接,降低复杂度,逐条采用灰度重心法提出中心线,达到了亚像素精度。最后,通过抛物线拟合估算球面对称轴的位置,对不同偏移程度下的图像进行处理,根据实验现象再次验证了方法的正确性。对相机感光面分辨率进行标定,分别在复杂的混合不对中情况下以及多次重复测量的情况下验证了检测方法的准确性以及重复性。本文提出的方法可以检测出陶瓷管沿不同方向、不同类型的对中偏差,多次重复测量结果基本一致。在±1.75mm的平移偏差范围内,检测误差约为0.1mm;在±5°的旋转偏差范围内,检测误差低于0.4°,实现了判别对中性好坏的功能。