水泥回转窑筒体红外测温及内衬故障检测

摘要

回转窑是水泥生产过程中最为重要的工艺设备，而窑衬又是回转窑生产中优质、高产、低消耗和安全运转的关键因素。窑内的热工过程、窑衬及窑内物料的变化，从很大程度上综合地、间接地反映到了窑简体表面所形成的温度场，因此，监测窑筒体温度，并通过温度场所反馈的信息，可以定性分析出窑衬状况，再结合回转窑其它相关参数，即可对回转窑结圈、红窑等内衬故障进行检测。 本文针对窑筒体红外温度场的特性，提出了采用基于图像处理的模糊模式识别的方法，包括应用数字图像处理技术用于红外温度场图像，对温度图像滤波、增强并对故障区域进行分割，以提取故障特征参数；应用OpenGL构建温度场三维热向图；系统通OPC接口与浙大中控AdvOPCserver通讯，将实时特征参数通过OPC接口从DCS上采集并实时存储。随后，通过专家经验建立基于最小二乘法的模糊隶属函数并采用模糊模式识别对回转窑内衬故障进行识别。本研究涉及了数字图像处理、人工智能、模式识别、计算机图形学、Windows程序设计、网络通讯等多种学科以及相关的水泥生产工艺，属于多种学科交叉的边缘性课题，主要内容包括：①、回转窑简体红外测温原理研究；②、温度场噪声信号的自适应滤波编程实现；③、红外成像系统的设计、制作；④、计算机软、硬件测量系统的工程实现；⑤、基于OPC接口的特征参数提取；⑥、内衬故障模糊识别隶属函数的建立；⑦、利用OpenGL实现温度场的三维构建。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1项目的提出及意义

1.2国内外相关研究综述

1.3项目的工作内容、关键技术及创新点

1.4本章小结

第2章红外在线监测原理及系统构成

2.1红外诊断基础知识

2.2红外仪器介绍及选型

2.3回转窑表面温度检测方法

2.4回转窑内衬故障系统硬件构成

2.5本章小结

第3章温度场图像处理

3.1温度值到数字图像灰度值的转换

3.2温度场图像滤波

3.3直方图均衡

3.4二值化和阈值分割

3.5二值形态学

3.6投影法确定目标区域位置

3.7图像的集合特征

3.8伪彩色处理

3.9 OpenGL三维热向图的创建

3.10本章小结

第4章回转窑内衬故障识别

4.1故障特征提取

4.2故障特征的数据获取

4.3模糊模式识别对结圈故障的诊断

4.4本章小结

第5章软件设计及实验验证

5.1系统开发方法与开发环境

5.2主要的软件技术

5.3软件功能及操作

5.4实验验证

5.5本章小结

第6章总结与展望

6.1全文总结

6.2展望与建议

参考文献

附录

后记

攻读硕士学位期间论文发表及科研情况