論文開(kāi)題報(bào)告：圖像處理技術(shù)在鋼繩線徑測(cè)量系統(tǒng)中的研究

大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開(kāi)題報(bào)告

學(xué)院：信息科學(xué)與工程學(xué)院　　　　　　　專業(yè)班級(jí)：2009級(jí)電氣工程及自動(dòng)化A班　

課題名稱 圖像處理技術(shù)在鋼繩線徑測(cè)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(duì)鋼繩的運(yùn)行狀況，如斷絲、磨損、銹蝕缺陷等進(jìn)行檢測(cè)時(shí)事必要的。傳統(tǒng)的鋼絲繩檢測(cè)方法由于在測(cè)量方面，及相關(guān)環(huán)境因素的影響，測(cè)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(duì)節(jié)約成本，及提高材料的利用不利。
由于鋼繩檢測(cè)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(shí)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(lì)磁，故稱為DC方法�；贒U方法，1925-1955年間，國(guó)外開(kāi)發(fā)了大量的鋼絲繩檢測(cè)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(cè)_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(lì)磁與檢測(cè)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(cè)信號(hào)信噪比低，監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)可靠性差，因而阻礙了它們的推廣應(yīng)用．這一時(shí)期形成的鋼絲繩檢測(cè)技術(shù)和儀器均很不成熟，還處于鋼絲繩無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的探索階段。
2.3 系統(tǒng)研究階段
從60年代開(kāi)始，鋼絲繩無(wú)損檢測(cè)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(cè)問(wèn)題的研究越顯重要。針對(duì)檢測(cè)原理和實(shí)踐中存在的問(wèn)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(guò)對(duì)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(cè)實(shí)踐，分析了現(xiàn)場(chǎng)中影響鋼絲繩電磁無(wú)損檢測(cè)結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確性的各種因素，從而提出了利用電磁檢測(cè)法進(jìn)行鋼絲繩檢測(cè)時(shí)需要解決的問(wèn)題以及一些實(shí)用方法。這些研究對(duì)鋼絲繩檢測(cè)技術(shù)的開(kāi)發(fā)和儀器的設(shè)計(jì)都具有重要的指導(dǎo)作用和參考價(jià)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(cè)元件實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼絲繩截面變化和局部損傷缺陷進(jìn)行檢測(cè)的技術(shù)方法與裝置，緊接著，為了進(jìn)一步簡(jiǎn)化檢測(cè)裝置，EGTomaiuolo和J．G．Lang又提出了利用磁通門技術(shù)組合檢測(cè)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(dòng)了獲取鋼絲繩缺陷信息技術(shù)的發(fā)展。
經(jīng)過(guò)各國(guó)科技工作者的不懈努力，鋼絲繩檢測(cè)技術(shù)，特別是電磁無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，得到了很大發(fā)展，并制成了相應(yīng)的檢測(cè)儀器。從60年代中期到80年代中期，國(guó)外推出的鋼絲繩檢測(cè)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(guó)的SPK、SPM、SPG、SPR和WBK系列探傷設(shè)備，日本的MRT型探傷儀，美國(guó)的LMA系列探傷儀；70年代初，我國(guó)也推出了第一代國(guó)產(chǎn)的TGS型鋼絲繩探傷儀。在這一時(shí)期，對(duì)儀器本身的性能以及現(xiàn)場(chǎng)使用的特性也作了詳細(xì)的研究和評(píng)價(jià)。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(cè)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(cè)儀器均處在模擬儀器與電子儀器階段，未能出現(xiàn)能對(duì)檢測(cè)信號(hào)作綜合分析的數(shù)字化儀器和微計(jì)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(shí)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(wú)一例外的在檢測(cè)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(cè)的信號(hào)曲線，因而必須由檢測(cè)人員對(duì)這些檢測(cè)曲線進(jìn)行分析和推測(cè)，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(cè)信號(hào)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(cè)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(hào)被疊加記錄在檢測(cè)曲線上，降低了定量分辨缺陷的能力：第四，對(duì)檢測(cè)曲線的解釋受檢測(cè)人員自身素質(zhì)等諸多因素的影響。與人工目測(cè)相比，這些探傷
儀器的產(chǎn)生和推廣應(yīng)用是鋼絲繩檢測(cè)上的一大進(jìn)步，它們至少成了鋼絲繩檢測(cè)的輔助手段，并且隨著人們對(duì)探傷儀檢測(cè)信號(hào)特征認(rèn)識(shí)的加深和現(xiàn)場(chǎng)使用經(jīng)驗(yàn)的不斷豐富，監(jiān)測(cè)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(hào)波形
2.4 未來(lái)發(fā)展方向
鋼繩檢測(cè)的目的是根據(jù)檢測(cè)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(cè)技術(shù)按4個(gè)層次發(fā)展：基于人工的檢測(cè)與識(shí)別、基于儀器檢測(cè)的人工識(shí)別、基于儀器的檢測(cè)與識(shí)別、基于儀器的智能評(píng)判與診斷，如圖1-2所示。就目前研究水平來(lái)看，鋼絲繩檢測(cè)還處于檢測(cè)儀器的研究階段，也即正在逐漸以儀器來(lái)取代人工檢查，但研究的范圍還不夠廣泛。對(duì)鋼絲繩強(qiáng)度的測(cè)量，除了破損檢測(cè)外，現(xiàn)在還沒(méi)有直接的無(wú)損檢測(cè)方法，即在役 ……（未完，全文共4463字，當(dāng)前僅顯示2254字，請(qǐng)閱讀下面提示信息。收藏《論文開(kāi)題報(bào)告：圖像處理技術(shù)在鋼繩線徑測(cè)量系統(tǒng)中的研究》）