論文開題報告：圖像處理技術(shù)在鋼繩線徑測量系統(tǒng)中的研究

大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)開題報告

學(xué)院：信息科學(xué)與工程學(xué)院　　　　　　　專業(yè)班級：2009級電氣工程及自動化A班　

課題名稱 圖像處理技術(shù)在鋼繩線徑測量系統(tǒng)中的研究

1、 本課題的的研究目的和意義：
在一些設(shè)備的使用中，鋼繩往往是設(shè)備的關(guān)鍵部件，為了確保鋼繩安全、可靠、高效的工作，對鋼繩的運(yùn)行狀況，如斷絲、磨損、銹蝕缺陷等進(jìn)行檢測時事必要的。傳統(tǒng)的鋼絲繩檢測方法由于在測量方面，及相關(guān)環(huán)境因素的影響，測量的精度受到很大影響，可靠性差。因此，很多鋼絲繩使用部門采用定期更換鋼繩的方法，根據(jù)鋼繩的額定壽命確定其更換周期，不論鋼絲的實(shí)際狀況如何，到期均進(jìn)行更換。顯然，這對節(jié)約成本，及提高材料的利用不利。
由于鋼繩檢測手段和方法的不完善，目前鋼繩的使用現(xiàn)狀是，雖然花費(fèi)很大精力和時間實(shí)行鋼繩的各項(xiàng)檢查，但是事故仍然頻繁發(fā)生；即使不惜巨大浪費(fèi)實(shí)行定期更換，也讓人有某種程度的擔(dān)心。這就需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)匿摻z繩探傷并予以推廣，希望檢查人員掌握真正的安全系數(shù)。掌握了真正的安全系數(shù)即可確保安全運(yùn)行，又能決定更換日期，這將有利于安全生產(chǎn)，節(jié)約資源，以及有效利用資源。這一愿望的實(shí)現(xiàn)，關(guān)鍵在于鋼繩缺陷的檢查方
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感應(yīng)線圈之后，這一方法才能被有效的應(yīng)用。與AC方法不同，這一方法采用的是直流(Dc)勵磁，故稱為DC方法�；贒U方法，1925-1955年間，國外開發(fā)了大量的鋼絲繩檢測裝置。
基于AC方法的儀器普遍存在集膚效應(yīng)和渦流損失，檢測_深度低，儀器及鋼絲繩發(fā)熱劇烈；而DC方法的儀器存在直流勵磁與檢測線圈安裝方面的困難，結(jié)構(gòu)龐大，操作復(fù)雜。由于這兩類儀器的檢測信號信噪比低，監(jiān)測結(jié)構(gòu)可靠性差，因而阻礙了它們的推廣應(yīng)用．這一時期形成的鋼絲繩檢測技術(shù)和儀器均很不成熟，還處于鋼絲繩無損檢測技術(shù)的探索階段。
2.3 系統(tǒng)研究階段
從60年代開始，鋼絲繩無損檢測技術(shù)進(jìn)入了系統(tǒng)研究階段，由于經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，這一檢測問題的研究越顯重要。針對檢測原理和實(shí)踐中存在的問題，許多學(xué)者從不同方面進(jìn)行了廣泛而深入的研究，取得了大量成果。比較典型的工作如下：
日本藤中雄三教授于小門純一教授等通過對不同使用環(huán)境中各種結(jié)構(gòu)類型的鋼絲繩進(jìn)行了大量的檢測實(shí)踐，分析了現(xiàn)場中影響鋼絲繩電磁無損檢測結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確性的各種因素，從而提出了利用電磁檢測法進(jìn)行鋼絲繩檢測時需要解決的問題以及一些實(shí)用方法。這些研究對鋼絲繩檢測技術(shù)的開發(fā)和儀器的設(shè)計都具有重要的指導(dǎo)作用和參考價值。
加拿大EKitzinger博士和GA．Wmt教授提出了利用霍爾元件作為檢測元件實(shí)現(xiàn)對鋼絲繩截面變化和局部損傷缺陷進(jìn)行檢測的技術(shù)方法與裝置，緊接著，為了進(jìn)一步簡化檢測裝置，EGTomaiuolo和J．G．Lang又提出了利用磁通門技術(shù)組合檢測鋼絲繩截面變化和局部損傷缺陷的技術(shù)方法和裝置，這些工作推動了獲取鋼絲繩缺陷信息技術(shù)的發(fā)展。
經(jīng)過各國科技工作者的不懈努力，鋼絲繩檢測技術(shù)，特別是電磁無損檢測技術(shù)，得到了很大發(fā)展，并制成了相應(yīng)的檢測儀器。從60年代中期到80年代中期，國外推出的鋼絲繩檢測儀器產(chǎn)品就達(dá)30多種。例如，波蘭的M系列和MD系列探傷儀，瑞士的E70和PMK系列探傷儀，德國的SPK、SPM、SPG、SPR和WBK系列探傷設(shè)備，日本的MRT型探傷儀，美國的LMA系列探傷儀；70年代初，我國也推出了第一代國產(chǎn)的TGS型鋼絲繩探傷儀。在這一時期，對儀器本身的性能以及現(xiàn)場使用的特性也作了詳細(xì)的研究和評價。研究的重點(diǎn)放在怎樣得到穩(wěn)定、可靠、明顯的鋼絲繩缺陷信息檢測方法及裝置上。研究的精力主要集中在鋼絲繩探傷傳感器的研制上。由于檢測儀器均處在模擬儀器與電子儀器階段，未能出現(xiàn)能對檢測信號作綜合分析的數(shù)字化儀器和微計算機(jī)化儀器。圖1-1是這類儀器的典型輸出結(jié)果。這一時期的探傷儀器，即使是世界上公認(rèn)性能較好的LMA系列探傷儀，也無一例外的在檢測性能上存在下列的共同缺點(diǎn)：第一，它們幾乎都以單筆或多筆模擬記錄儀或磁帶機(jī)記錄檢測的信號曲線，因而必須由檢測人員對這些檢測曲線進(jìn)行分析和推測，才能確定鋼絲繩上缺陷的具體位置和嚴(yán)重程度；第二，監(jiān)測信號被壓縮記錄，使得沿鋼絲繩軸向分辨距離較近的缺陷能力有限，LMA系列探傷儀器分辨力為250ram，其它儀器均比它低，這樣，嚴(yán)重影響檢測結(jié)果的精度；第三，在鋼絲繩軸向上同一或近于同一截面附近中位置不同的缺陷信號被疊加記錄在檢測曲線上，降低了定量分辨缺陷的能力：第四，對檢測曲線的解釋受檢測人員自身素質(zhì)等諸多因素的影響。與人工目測相比，這些探傷
儀器的產(chǎn)生和推廣應(yīng)用是鋼絲繩檢測上的一大進(jìn)步，它們至少成了鋼絲繩檢測的輔助手段，并且隨著人們對探傷儀檢測信號特征認(rèn)識的加深和現(xiàn)場使用經(jīng)驗(yàn)的不斷豐富，監(jiān)測曲線的人工解釋與分析結(jié)果的準(zhǔn)確性逐步得到了提高。
圖1-1 LMA系列探傷儀輸出信號波形
2.4 未來發(fā)展方向
鋼繩檢測的目的是根據(jù)檢測的結(jié)果判別在役鋼絲繩的殘余強(qiáng)度，掌握其運(yùn)行的安全系數(shù)，最終決定更換的日期。根據(jù)這一目標(biāo)，鋼絲繩檢測技術(shù)按4個層次發(fā)展：基于人工的檢測與識別、基于儀器檢測的人工識別、基于儀器的檢測與識別、基于儀器的智能評判與診斷，如圖1-2所示。就目前研究水平來看，鋼絲繩檢測還處于檢測儀器的研究階段，也即正在逐漸以儀器來取代人工檢查，但研究的范圍還不夠廣泛。對鋼絲繩強(qiáng)度的測量，除了破損檢測外，現(xiàn)在還沒有直接的無損檢測方法，即在役 ……（未完，全文共4463字，當(dāng)前僅顯示2254字，請閱讀下面提示信息。收藏《論文開題報告：圖像處理技術(shù)在鋼繩線徑測量系統(tǒng)中的研究》）