钢液液面高度自动测量系统的研制
发布时间：2022-02-04 23:47
钢铁工业生产流程非常多,工艺技术也比较复杂,需要自动化技术应用方面也比较多,但是目前在安全要求极高的地方,自动化进程推进仍为缓慢。RH法炼钢工艺中,钢液液面位置就是通过肉眼观察来判定是否合适,但液钢温度达1650摄氏度,亮度特别高,肉眼判断准确度低、对人眼伤害比较大。为了改进炼钢工艺的不足,人们也尝试着用激光测距、红外测距等方法去判定液面位置,但是由于钢液这种物质本身具有很强的辐射,它会把激光、红外等的能量淹没,所以无法判定出钢液液面的位置。本文针对钢液这种物质的特殊性,提出了一种利用数字图像处理技术对钢包可上升高度进行计算的方法。而钢包（盛钢液的钢桶）可上升的高度主要有两方面的影响:钢液液面高度和浸渍管体积。本文的主要内容如下所示:第一,数字图像获取及测量系统的设计。在整个数字测量系统中,工业相机占着及其重要的地位。获取良好的工业现场图片为后续图像处理奠定了良好的基础。本文选取了堡盟（Baumer）CCD工业相机TXG03,从获取的现场图像来看,也验证了相机选择的正确性。第二,钢液液面高度的测量。文中首先对钢液包图像进行预处理,包括图像配准、灰度变换、形态学变化等,然后利用Sobel...
【文章来源】：东华大学上海市211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 数字图像处理技术研究现状
1.2.2 液位测量技术研究现状
1.3 本课题研究的内容与要求
1.4 论文的章节安排
第二章 钢液液面高度检测方案设计与测量
2.1 钢液液面高度检测系统的介绍
2.2 数字图像测量系统的基础构成
2.3 CCD工业相机
2.3.1 CCD传感器的发展及原理
2.3.2 CCD工业相机的工作原理
2.3.3 CCD与CMOS工业相机的比较
2.3.4 本文选择的工业相机及优势
2.4 钢液液面高度自动检测流程
2.5 本章小结
第三章 数字图像预处理算法
3.1 图像配准
3.2 图像的几何旋转
3.2.1 以原点为中心的图像旋转
3.2.2 以任意点为中心的图像旋转
3.3 图像的灰度变换
3.4 图像滤波去噪
3.5 图像二值化处理
3.6 边缘检测
3.6.1 Sobel边缘算子
3.6.2 Prewitt边缘算子
3.6.3 高斯型拉普拉斯(LOG)算子
3.6.4 Canny边缘算子
3.7 图像形态学变换
3.8 本章小结
第四章 钢液液面高度测量
4.1 钢液包图像预处理
4.1.1 图像获取及配准
4.1.2 钢液包图像旋转
4.1.3 钢液包图像灰度变换
4.1.4 钢液包图像二值化
4.1.5 钢液包图像形态学变换
4.1.6 钢液包图像边缘检测
4.2 钢液液面高度计算
4.2.1 钢液液位线和钢液包边缘进行椭圆拟合
4.2.2 钢液液面高度计算
4.3 本章小结
第五章 浸渍管体积测量及钢液包上升高度的计算
5.1 浸渍管图像预处理
5.1.1 浸渍管图像灰度变换
5.1.2 浸渍管图像滤波处理
5.1.3 浸渍管图像二值化
5.1.4 浸渍管图像形态学变换
5.1.5 浸渍管图像边缘检测
5.2 浸渍管横截面直径计算
5.2.1 水平左右边缘点法
5.2.2 多角度测量优化
5.3 钢液包上升高度计算
5.4 本章小结
第六章 钢液包二次上升高度测量
6.1 钢液包图像预处理
6.1.1 图像获取及灰度变换
6.1.2 图像二值化
6.1.3 图像形态学变换
6.1.4 图像边缘检测
6.2 钢液包二次上升高度测量
6.2.1 钢液液面边缘及钢桶边缘曲线拟合
6.2.2 钢液包二次上升高度测量
6.3 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 RH炼钢自动化可行性分析
7.2 全文总结
7.3 展望
参考文献
作者在研究生期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]RH短流程生产工艺的开发与应用[J]. 赵华. 中国高新技术企业. 2015(07)
[2]基于边界的最小二乘椭圆拟合改进算法[J]. 王万国,王仕荣,徐正飞,杨文波,王振利,李丽. 计算机技术与发展. 2013(04)
[3]边缘检测算子的分析比较[J]. 胡尚举,田国法,申江波. 大众科技. 2008(09)
[4]基于最小二乘法的改进的随机椭圆检测算法[J]. 陈海峰,雷华,孔燕波,周柳云,冯华君. 浙江大学学报(工学版). 2008(08)
[5]RH真空精炼工艺与装备技术的发展[J]. 刘浏. 钢铁. 2006(08)
[6]广义Hough变换:多个圆的快速随机检测[J]. 黎自强,滕弘飞. 计算机辅助设计与图形学学报. 2006(01)
[7]基于图像处理的啤酒罐装高度检测方法研究[J]. 矫德强,江虹,滕玉娟,王晓晖. 气象水文海洋仪器. 2005(02)
[8]自动浇注铁水液位高度实时图像处理方法的研究[J]. 薛迎成,潘俊民. 盐城工学院学报(自然科学版). 2002(03)
[9]图像处理在铸造工业中的应用[J]. 田涛,吴君. 测控技术. 1999(08)
硕士论文
[1]船舶水尺吃水值检测方法研究[D]. 郭秀艳.大连海事大学 2014
[2]基于图像处理的罐体液位检测方法的研究[D]. 杨秀君.湖南大学 2009
本文编号：3614169
【文章来源】：东华大学上海市211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 数字图像处理技术研究现状
1.2.2 液位测量技术研究现状
1.3 本课题研究的内容与要求
1.4 论文的章节安排
第二章 钢液液面高度检测方案设计与测量
2.1 钢液液面高度检测系统的介绍
2.2 数字图像测量系统的基础构成
2.3 CCD工业相机
2.3.1 CCD传感器的发展及原理
2.3.2 CCD工业相机的工作原理
2.3.3 CCD与CMOS工业相机的比较
2.3.4 本文选择的工业相机及优势
2.4 钢液液面高度自动检测流程
2.5 本章小结
第三章 数字图像预处理算法
3.1 图像配准
3.2 图像的几何旋转
3.2.1 以原点为中心的图像旋转
3.2.2 以任意点为中心的图像旋转
3.3 图像的灰度变换
3.4 图像滤波去噪
3.5 图像二值化处理
3.6 边缘检测
3.6.1 Sobel边缘算子
3.6.2 Prewitt边缘算子
3.6.3 高斯型拉普拉斯(LOG)算子
3.6.4 Canny边缘算子
3.7 图像形态学变换
3.8 本章小结
第四章 钢液液面高度测量
4.1 钢液包图像预处理
4.1.1 图像获取及配准
4.1.2 钢液包图像旋转
4.1.3 钢液包图像灰度变换
4.1.4 钢液包图像二值化
4.1.5 钢液包图像形态学变换
4.1.6 钢液包图像边缘检测
4.2 钢液液面高度计算
4.2.1 钢液液位线和钢液包边缘进行椭圆拟合
4.2.2 钢液液面高度计算
4.3 本章小结
第五章 浸渍管体积测量及钢液包上升高度的计算
5.1 浸渍管图像预处理
5.1.1 浸渍管图像灰度变换
5.1.2 浸渍管图像滤波处理
5.1.3 浸渍管图像二值化
5.1.4 浸渍管图像形态学变换
5.1.5 浸渍管图像边缘检测
5.2 浸渍管横截面直径计算
5.2.1 水平左右边缘点法
5.2.2 多角度测量优化
5.3 钢液包上升高度计算
5.4 本章小结
第六章 钢液包二次上升高度测量
6.1 钢液包图像预处理
6.1.1 图像获取及灰度变换
6.1.2 图像二值化
6.1.3 图像形态学变换
6.1.4 图像边缘检测
6.2 钢液包二次上升高度测量
6.2.1 钢液液面边缘及钢桶边缘曲线拟合
6.2.2 钢液包二次上升高度测量
6.3 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 RH炼钢自动化可行性分析
7.2 全文总结
7.3 展望
参考文献
作者在研究生期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]RH短流程生产工艺的开发与应用[J]. 赵华. 中国高新技术企业. 2015(07)
[2]基于边界的最小二乘椭圆拟合改进算法[J]. 王万国,王仕荣,徐正飞,杨文波,王振利,李丽. 计算机技术与发展. 2013(04)
[3]边缘检测算子的分析比较[J]. 胡尚举,田国法,申江波. 大众科技. 2008(09)
[4]基于最小二乘法的改进的随机椭圆检测算法[J]. 陈海峰,雷华,孔燕波,周柳云,冯华君. 浙江大学学报(工学版). 2008(08)
[5]RH真空精炼工艺与装备技术的发展[J]. 刘浏. 钢铁. 2006(08)
[6]广义Hough变换:多个圆的快速随机检测[J]. 黎自强,滕弘飞. 计算机辅助设计与图形学学报. 2006(01)
[7]基于图像处理的啤酒罐装高度检测方法研究[J]. 矫德强,江虹,滕玉娟,王晓晖. 气象水文海洋仪器. 2005(02)
[8]自动浇注铁水液位高度实时图像处理方法的研究[J]. 薛迎成,潘俊民. 盐城工学院学报(自然科学版). 2002(03)
[9]图像处理在铸造工业中的应用[J]. 田涛,吴君. 测控技术. 1999(08)
硕士论文
[1]船舶水尺吃水值检测方法研究[D]. 郭秀艳.大连海事大学 2014
[2]基于图像处理的罐体液位检测方法的研究[D]. 杨秀君.湖南大学 2009
本文编号：3614169
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