【摘要】：目前常用傳統(tǒng)接觸式熱電偶測溫儀對煉鋼過程中冶煉爐內(nèi)的鋼水表面溫度進行測量,然而傳統(tǒng)接觸式熱電偶測溫儀只實現(xiàn)單點溫度測量,也不能將冶煉爐內(nèi)鋼水表面溫度場的整體情況實時呈現(xiàn),同時鋼鐵冶煉爐內(nèi)的環(huán)境條件惡劣,并伴有各種干擾因素,如果測溫儀器在這種環(huán)境下進行工作,就會使測量結(jié)果的精度降低。針對接觸式測溫儀的測量結(jié)果不精確的缺陷,文章根據(jù)紅外輻射基本理論,提出利用基于CCD(Charge-coupled Device)圖像傳感器的非接觸測溫技術(shù)實現(xiàn)對鋼水表面溫度的精確測量。針對實際鋼鐵冶煉環(huán)境的復(fù)雜性,研究了影響CCD圖像傳感測溫精度的各種干擾因素,同時給出了提高CCD圖像傳感溫度測量精度的解決方案。首先,在研究紅外熱輻射測溫理論和CCD圖像傳感器檢測特性的基礎(chǔ)上,利用非局部均值濾波算法對CCD采集到的鋼水圖像進行噪聲去除處理,然后提取無噪聲目標(biāo)圖像的灰度值信息,為后續(xù)建立的測溫模型提供高精度數(shù)據(jù)。然后,利用最小二乘法和廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法分別對灰度比和溫度值的非線性數(shù)學(xué)關(guān)系的曲線擬合,通過比較兩種方法最終的擬合效果可知,廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法擬合效果優(yōu)于最小二乘法擬合效果。但在實際生產(chǎn)過程中,溫度必須實現(xiàn)實時在線顯示,因此常用最小二乘法建立的測溫模型進行溫度測量,滿足工業(yè)對測溫間隔的要求。如果實際的鋼水測溫間隔要求不嚴(yán)格,將考慮引入廣義神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行測量,這樣就可以得到精度更高的溫度。最后,對CCD圖像傳感高精度測溫系統(tǒng)中的硬件選型和軟件功能設(shè)計進行了研究,利用MATLAB軟件完成在線溫度測量顯示平臺的設(shè)計,通過測溫平臺可以實現(xiàn)對冶煉爐內(nèi)的鋼水表面任意點溫度的顯示。同時為了便于觀察和分析研究,測溫平臺還提供了等溫線顯示圖、形態(tài)學(xué)顯示圖和偽彩色圖像。通過實驗可知,基于CCD圖像傳感高精度溫度測量技術(shù),解決了傳統(tǒng)測溫技術(shù)測量結(jié)果不精確的缺陷,真實地呈現(xiàn)出了冶煉爐內(nèi)鋼水的表面溫度場分布情況,待進一步完善后可以應(yīng)用到實際鋼鐵廠生產(chǎn)中。
【學(xué)位授予單位】：華北理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TF701.3;TP391.41
【圖文】：

BM λ 與 λ 的關(guān)系曲線。圖1 黑體輻射曲線Fig.1 Blackbody radiation curve通過觀察圖 1 可知， ( ,)BM λ T與 λ 的關(guān)系曲線有如下特點：（1）在不同溫度下，黑體輻射的能量強度是不一樣的，溫度越高強度越大。

華北理工大學(xué)碩士學(xué)位論文充分利用圖像本身的冗余信息，在噪聲處為提升 CCD 圖像傳感測溫系統(tǒng)的測溫精像完成噪聲去除任務(wù)，并與小波變換[44]和細(xì)節(jié)的同時，很好地去除了噪聲。計算任一點像素值基本思路是[46]，一幅需結(jié)構(gòu)塊很多，要想計算某點的像素值，可素值加權(quán)求和再進行平均得到。如圖 3 所似，而與點3q 的結(jié)構(gòu)塊相似程度并不大，大的權(quán)值，而點2q 將乘以的權(quán)值比點1q 具體的闡述了非局部均值算法對圖像某像

(a)原始圖像 (b)處理后圖像圖 4 鋼水溫度 1684℃時的鋼水紅外圖像Fig.4 Infrared image with the molten steel temperature at 1684℃(a)原始圖像 (b)處理后圖像圖 5 1684℃時的鋼水圖像Fig.5 Infrared image with the molten steel temperature at 1684℃

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2795685