在煤灰錐形狀及溫度檢測(cè)的應(yīng)用.pdf

1、上海交通大學(xué)工程碩士學(xué)位論文第一章緒論1第一章第一章緒論緒論1.1課題的意義及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.1課題的意義及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.1.1課題的來(lái)源1.1.1課題的來(lái)源煤炭灰熔點(diǎn)溫度是大氮肥汽化爐煤氣化過(guò)程的重要控制指標(biāo)煤灰熔融性直接關(guān)系到氣化爐的結(jié)渣，如果煤灰熔點(diǎn)越高結(jié)渣越嚴(yán)重，超過(guò)1250℃會(huì)導(dǎo)致氣化爐排渣困難，造成停車(chē)、停產(chǎn)，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致氣化爐損壞；因此對(duì)煤質(zhì)灰熔點(diǎn)的準(zhǔn)確快速測(cè)定與公司生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有緊密的聯(lián)系。由于煤灰熔點(diǎn)溫度過(guò)高和水

2、煤漿、爐渣對(duì)測(cè)溫槍的腐蝕灰熔點(diǎn)溫度的測(cè)量只能用熱電偶進(jìn)行消耗式點(diǎn)測(cè)而無(wú)法得到煤灰熔點(diǎn)溫度的連續(xù)變化信息。我公司一臺(tái)的HR3AL型號(hào)的灰熔點(diǎn)測(cè)定儀，它的局限性是：對(duì)人眼的傷害。當(dāng)將要到達(dá)變形溫度，用人眼不停地觀察上千度的高溫圖像，到了變形溫度，記錄下儀表顯示的溫度值。測(cè)定結(jié)果受人為因素影響，人眼的分辨率較低，測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確度和精度較低，重復(fù)性和再現(xiàn)性差，滿足不了生產(chǎn)的需要。改造灰熔點(diǎn)測(cè)定儀的思路是：基于智能控制圖像識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集

3、，自動(dòng)獲得其測(cè)定的數(shù)值、自動(dòng)顯示結(jié)果。1.1.2課題研究的意義1.1.2課題研究的意義煤質(zhì)灰熔點(diǎn)的準(zhǔn)確檢測(cè)主要依賴于人工視覺(jué)離線檢測(cè)來(lái)完成，通過(guò)檢驗(yàn)人員對(duì)煤灰錐的認(rèn)識(shí)和自身經(jīng)驗(yàn)判定。該方法存在檢測(cè)速度低、結(jié)果受化驗(yàn)人員主觀影響較大，誤檢率和漏檢率高等缺點(diǎn)。隨著計(jì)算機(jī)視覺(jué)、數(shù)字圖像處理與神經(jīng)網(wǎng)路技術(shù)的發(fā)展，基于圖像處理和微機(jī)平臺(tái)的自動(dòng)檢驗(yàn)成為可能。以攝像頭和圖像采集卡獲取圖像信息，由計(jì)算機(jī)分析和處理實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)和識(shí)別。利用圖像處理及計(jì)算機(jī)視

4、覺(jué)技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)的最大特點(diǎn)是能進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和測(cè)量，這對(duì)生產(chǎn)中煤質(zhì)質(zhì)量檢查尤為重要，利用這一技術(shù)可以降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率，同時(shí)保護(hù)分析人員的視覺(jué)，降低操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。1.1.3課題背景1.1.3課題背景1.圖像處理系統(tǒng)的發(fā)展概況[1]自20世紀(jì)70年代末以來(lái)，由于數(shù)字技術(shù)和微機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展給圖像處上海交通大學(xué)工程碩士學(xué)位論文第一章緒論3處理速度的最有效技術(shù)，其發(fā)展水平一直受到圖像界的關(guān)注，原因在于：一方面，圖像并行識(shí)別

5、技術(shù)的發(fā)展難度很大，這種難度不僅在于圖像并行處理系統(tǒng)的硬件及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本身，以及它對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)和集成電路等技術(shù)的依賴關(guān)系，而且在于實(shí)際應(yīng)用的復(fù)雜性和應(yīng)用部門(mén)對(duì)系統(tǒng)價(jià)格的承受能力；另一方面，圖像并行識(shí)別技術(shù)的發(fā)展所產(chǎn)生的效益也是十分顯著的，它在處理速度上所獲得的加速比是令人振奮的，其實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)也將產(chǎn)生很大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。需要做的工作：收集具有代表性的先進(jìn)圖像識(shí)別技術(shù)的論文；分析它們的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用背景。跟蹤和掌握實(shí)時(shí)圖像處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

6、方法和技術(shù)特點(diǎn)。熟練掌握?qǐng)D像并行識(shí)別技術(shù)在微機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用。2完成“煤灰熔點(diǎn)檢測(cè)系統(tǒng)”項(xiàng)目開(kāi)發(fā)目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)的工礦企業(yè)的煤灰熔點(diǎn)檢測(cè)系統(tǒng)都采用人工目測(cè)和經(jīng)驗(yàn)的方法來(lái)判斷。這樣勢(shì)必影響到測(cè)定結(jié)果的精度，而且檢測(cè)效果受到人為因素影響較大，效果不理想。采用圖像檢測(cè)，可以方便、實(shí)時(shí)地檢測(cè)，用智能控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)判別四個(gè)特征溫度：變形溫度（DT）、軟化溫度（ST）、半球溫度（HT）、流動(dòng)溫度（FT）。實(shí)現(xiàn)了煤質(zhì)灰熔點(diǎn)測(cè)定過(guò)程的全自動(dòng)化。在煤灰熔點(diǎn)檢

7、測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，我們將目前流行的先進(jìn)知識(shí)應(yīng)用與實(shí)踐，并且在試驗(yàn)過(guò)程中，針對(duì)特定的工作環(huán)境，研制出不同的技術(shù)方法。需要完成的工作：了解檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境和技術(shù)要求；制定檢測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理；完成系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工作（軟件層、硬件層）；安裝、測(cè)試系統(tǒng)并在實(shí)際工作中檢驗(yàn)系統(tǒng)性能。1.2面臨的挑戰(zhàn)面臨的挑戰(zhàn)從圖像識(shí)別技術(shù)的發(fā)展來(lái)看，在實(shí)時(shí)性上實(shí)現(xiàn)了實(shí)施采集、實(shí)時(shí)傳輸、實(shí)時(shí)顯示，實(shí)時(shí)處理；在硬件處理器結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)了多結(jié)構(gòu)和可重結(jié)構(gòu)；在圖像系統(tǒng)結(jié)

8、構(gòu)上實(shí)現(xiàn)了以計(jì)算機(jī)內(nèi)存為中心和以大規(guī)模集成系統(tǒng)為中心的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；在并行處理上實(shí)現(xiàn)了多DSP、多CPU、多微機(jī)、MMXSSE的并行處理；在算法上實(shí)現(xiàn)了多領(lǐng)域、多層次、多創(chuàng)新的大發(fā)展。實(shí)時(shí)圖像技術(shù)的成果應(yīng)用也遍布多個(gè)領(lǐng)域：工業(yè)自動(dòng)化、軍事、宇航、展時(shí)期，但也面臨著許多挑戰(zhàn)，諸如處理速度問(wèn)題，價(jià)格成本問(wèn)題，復(fù)雜環(huán)境下的應(yīng)用問(wèn)題偵探等?，F(xiàn)在的實(shí)時(shí)圖像識(shí)別技術(shù)，已經(jīng)取得了理論上、應(yīng)用上的突出成果，并步入了大發(fā)，模糊圖像的還原問(wèn)題等等，歸納起來(lái)，這