【摘要】：礦用乳化液是礦用液壓支柱的主要傳動介質(zhì),其濃度是否合理直接關系到液壓支柱的使用壽命和成本,針對傳統(tǒng)的乳化液濃度檢測過程具有費人工、滯后性、測量精度低等普遍存在的不足,提出了一種基于光全反射原理的乳化液濃度專用檢測系統(tǒng)。對光入射到乳化液后的成像進行了研究,根據(jù)其幾何特性對成像進行了幾何建模,研究了其特性參數(shù)與乳化液濃度的關系,采用建立的乳化液濃度與特性參數(shù)的函數(shù)關系對各種不同濃度的乳化液進行了檢測。實驗結果表明,基于圖像處理的乳化液濃度在線檢測法的檢測精度可達0.001%,相比于傳統(tǒng)的檢測方法的檢測精度0.5%,具有更高的精度和可靠性。該檢測方案克服了傳統(tǒng)檢測方法無法實現(xiàn)在線檢測的缺點,具有很好的實用性,具體工作內(nèi)容如下:(1)首先是設計了整個檢測系統(tǒng)的總體方案,包括成像系統(tǒng)設計、圖像預處理系統(tǒng)(下位機)和圖像處理系統(tǒng)(上位機),硬件部分是以ARM為控制核心的控制模塊,圖像傳感器CCD和LCD選用的控制芯片分別為OV7670和ILI9320,軟件設計部分是基于Open CV的圖像處理程序。(2)分析了折射率的影響因素,并分析了不同入射角與光能分布的關系,綜合以上分析設計了一個光學成像系統(tǒng),在此基礎上探討了乳化液濃度與折射率的關系。(3)設計了乳化液濃度檢測系統(tǒng)的硬件部分,包括了檢測系統(tǒng)的攝像頭模塊、LCD模塊、各個模塊的電源管理模塊、上位機和下位機的通信模塊和上位硬件平臺。(4)介紹了本文設計的核心圖像處理技術,設計基于Open CV圖像處理程序,提取了成像的特征信息,建立了特征信息與乳化液濃度的函數(shù)關系,并編寫了相應的實現(xiàn)程序。(5)最后對系統(tǒng)進行了實驗測試,并與傳統(tǒng)的檢測方法做比較,驗證了基于圖像處理的礦用乳化液濃度在線檢測系統(tǒng)的可行性與可靠性。
[Abstract]:The mineral emulsion is the main transmission medium of the hydraulic props. Whether the concentration of the emulsion is reasonable or not is directly related to the service life and cost of the hydraulic props. Because the measurement accuracy is low, a special measurement system of emulsion concentration based on the principle of total light reflection is proposed. In this paper, the imaging of the emulsion after incident light is studied, the geometric model of the imaging is established according to its geometric characteristics, and the relationship between the characteristic parameters and the concentration of the emulsion is studied. The functional relationship between the concentration of emulsion and the characteristic parameters was used to detect the different concentrations of emulsion. The experimental results show that the on-line detection accuracy of emulsion concentration based on image processing can reach 0.001. Compared with the traditional detection method, the detection accuracy is 0.5, which is more accurate and reliable. This detection scheme overcomes the shortcoming that the traditional detection method can not realize on-line detection, and has good practicability. The specific contents are as follows: (1) the overall scheme of the whole detection system, including the design of the imaging system, is designed firstly. Image preprocessing system (lower computer) and image processing system (upper computer), the hardware part is based on ARM control core control module, image sensor CCD and LCD selected control chips are OV7670 and ILI9320, respectively. The software design part is based on the image processing program of Open CV. (2) the influence factors of refractive index are analyzed, and the relationship between the incident angle and the distribution of light energy is analyzed, and an optical imaging system is designed based on the above analysis. On this basis, the relationship between emulsion concentration and refractive index is discussed. (3) the hardware part of emulsion concentration detection system is designed, including camera module, LCD module, power management module of each module. The communication module and hardware platform of upper computer and lower computer. (4) the core image processing technology designed in this paper is designed based on Open CV image processing program, and the feature information of imaging is extracted. The functional relationship between characteristic information and emulsion concentration is established, and the corresponding program is compiled. (5) finally, the system is tested and compared with the traditional detection method. The feasibility and reliability of the on-line detection system of mineral emulsion concentration based on image processing are verified.
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TD355.3;TP391.41

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