Автоматизация контроля гранулометрического состава агломерата на основе оптико-электронного метода

• Автор: Селивановских, Вера Витальевна
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Череповец
• Количество страниц: 139 с. : ил.

ГЛАВА 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОБЛЕМЫ КОНТРОЛЯ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА АГЛОМЕРАТА
1.1 Анализ существующих методов контроля гранулометрического состава сыпучих материалов в агломерационном производстве
1.2 Характеристика агломерата как объекта оптического контроля
1.3 Определение требований к математическому обеспечению оптикоэлектронного метода контроля гранулометрического состава агломерата
Выводы по главе
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОПТИКОЭЛЕКТРОННОГО МЕТОДА КОНТРОЛЯ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА АГЛОМЕРАТА
2.1 Выбор оптимальных параметров оптической схемы
2.2 Исследование статистических характеристик изображений насыпного слоя агломерата
2.3 Моделирование изображений насыпного слоя агломерата
2.4 Методы обработки изображений насыпного слоя агломерата
Выводы по главе
ГЛАВА 3. АЛГОРИТМЫ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ НАСЫПНОГО СЛОЯ АГЛОМЕРАТА ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЕГО ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА
3.1 Алгоритм локального динамического порогового разделения
3.2 Алгоритм адаптивной настройки размера локальной области изображения для определения порогового значения
3.3 Алгоритм бинарной рекурсивной фильтрации изображения
3.4 Алгоритмы контурного разделения гранул

3.5 Алгоритм параметрического анализа
Выводы по главе
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ПРИМЕНЕНИЯ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОГО МЕТОДА КОНТРОЛЯ
ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА АГЛОМЕРАТА
4.1 Описание экспериментальной оптико-электронной системы
4.1.1 Основные функциональные элементы и блоки
4.1.2 Методика настройки алгоритмического обеспечения оптико-электронного метода контроля гранулометрического
состава агломерата
4.2 Результаты экспериментальных исследований алгоритмического обеспечения оптико-электронного метода контроля гранулометрического
состава агломерата
4.3. Внедрение и перспективы применения оптико-электронного метода
контроля гранулометрического состава агломерата
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список использованных источников
Приложение А Основные модули программного обеспечения
Приложение Б Интерфейс пользователя программного обеспечения
Приложение В Акты внедрения

Актуальность работы. При производстве и использовании сыпучих материалов возникает необходимость контролировать их гранулометрический состав. Размер частиц сыпучего материала определяет важные технологические характеристики и влияет на эффективность его применения. Так, например, оптимальная крупность кусков агломерата для малых и средних доменных печей составляет от 5 до 40 мм, для крупных и сверхмощных от 15 до 40 мм.
Основные требования, предъявляемые к методам гранулометрического контроля - простота реализации, обеспечение необходимой чувствительности, точности, скорости контроля, наглядность представления получаемой информации. Классическими методами определения гранулометрического состава агломерата являются лабораторный (ситовый) анализ и грохочение. Наряду с ними на некоторых предприятиях используют методы, основанные на измерении энергии первичного дробления материала, механические гранулометры, а также нашли применение оптические методы и реализованные на их основе системы с использованием пробоотборников. Разработка таких методов велась институтом механической обработки и обогащения в Германии (Technischen University Bergakademie Freiberg), фирмой «Нихон коге» в Японии и др. Недостатком существующих методов является отсутствие оперативности, поэтому главной проблемой гранулометрического анализа остается непрерывный контроль непосредственно на линии производственного процесса.
Автоматизация контроля гранулометрического состава агломерата с использованием оптико-электронного метода непосредственно в технологическом потоке позволит своевременно классифицировать агломерат по классам крупности и оценить его прочность, зависящую от

Гранулы агломерата расположены на ленте транспортера неравномерно, перекрывая друг друга. Высота насыпного слоя агломерата составляет около 30 см. Поэтому в качестве фона изображения выступают такие же гранулы, образующие нижний слой гранул, который темнее верхнего.
Таким образом, на первом этапе построения изображения необходимо сформировать яркость фона. Исходный массив при этом заполняется значениями интенсивности, соответствующими фону. Для построения фона в качестве исходных данных используются математическое ожидание (по умолчанию гщоп=160) и среднеквадратичное отклонение (по умолчанию яцокиг^ЗО). При генерации фона формируется полутоновое изображение, яркость точек которого ^оп) выбирается случайным образом в соответствии с нормальным законом распределения
^Гоп = ПКоп + ЯЧОйп * СОЯ( 2п* п1)* -у/- 2 * 1п(и2) , где те - математическое ожидание яркости фона;
8ЯО(оп - среднеквадратичное отклонение;
п1, п2 - случайные числа от 0 до 1, распределенные по равномерному закону.
Рис. 21. Фон изображения