高炉风口回旋区工作状态监控技术的研究现状

在高炉生产过程中,只有从风口窥视孔可以直接观察高炉内的情况,操作者十分关注高炉风口区的工作状况,并将其作为判断和控制高炉操作的重要依据之一.风口前的监测可以获得喷煤高炉在风口处煤粉输送情况,还可以根据风口亮度与煤粉燃烧数值模拟结合,研判煤粉在风口回旋区的燃烧状况及温度分布等.简述了国内外在高炉风口回旋区温度检测、工作状态的监控技术的研究现状,提出利用数字图像处理技术与数值模拟结合,解决高炉风口回旋区工作状况监测和控制的思考.     

回旋区煤粉燃烧过程与辐射图像的关联性

高炉喷吹煤粉的喷煤枪出口到回旋区中心是煤粉燃烧的关键区域，为建立高炉回旋区煤粉燃烧与辐射图像之间的关联关系，以燃烧过程数值模拟和辐射图像信息与燃烧空间温度分布的关联性为基础，建立了二维辐射图像信息与高炉风口回旋区内三维辐射能的关系。提出将辐射图像信息作为煤粉燃烧过程数值模拟的辐射边界条件，借助燃烧过程数值模拟技术来估计燃烧介质辐射特性参数的非均匀分布，得到了高炉回旋区煤粉燃烧过程数值模拟与辐射图像处理相结合的方法，提出了一种利用二维成像技术测量三维温度场的方法。     

连铸热坯表面温度可见光谱CCD辐射测温方法

针对连铸坯表面测温现状和存在的问题,建立了双色法(R、G)与单色法(B)相结合的实时测温模型。采用可见光面阵CCD图像传感器进行铸坯表面图像采集,实验研究了不同光圈(F)与积分时间下的R(红)、G(绿)、B(蓝)三基色值随温度的变化规律和动态响应区间。利用计算机图像处理技术建立了连铸热坯表面二维温度场与RGB的关联关系,实现了连铸热坯表面温度场的在线测量。通过控制CCD传感器光积分时间以提高CCD传感器的动态响应范围,为实现连铸坯表面温度场在线测量提供了理论基础和技术支撑。     

某在役古建木结构的模型修正与状态评估

以旧木材材性试验数据和现场静载测试数据为基础,对闽北一在役的古聚落木结构"七家楼"进行仿真力学性能分析.建立"七家楼"准确的整体有限元模型,通过对"七家楼"有限元模型进行正常服役状态下的静力力学性能分析,得到"七家楼"各主要承重构件的应力分布和变形情况,分析穿斗式古建木结构的受力传力体系和薄弱位置,评估结构的安全状态.研究结果表明:以"七家楼"为代表的闽北穿斗式古聚落木民居目前在承载能力和变形能力方面均尚有一定富余;穿斗式木结构中央区域为主要受力区,结构以承重梁架受弯过大为主要失效模型;屋盖梁架体系为结构的薄弱位置,是修缮加固和监控的重点.     

连铸热坯表面缺陷图像清晰度控制算法

连铸热坯表面缺陷机器视觉检测系统中,获得清晰稳定信噪比高的图像是检测能否成功的前提条件。针对当前连铸坯表面缺陷获取图像质量及清晰度问题,提出一种基于聚焦平方梯度及CCD靶面照度参数的缺陷图像质量控制算法。选取连铸热坯表面上的一个标志点作为对象,首先采用聚焦窗口平方梯度函数获得系列离焦平面的清晰度最高图像对象,再通过识别该对象和分析对象的面积损失率获得CCD靶面照度参数,进而获得全局采集图像的质量最清晰点。该算法解决了连铸热坯表面缺陷成像系统中焦平面选择及CCD积分时间控制,具有很好的实用性。同时,该算法也为其他机器视觉工程的图像采集提供良好的指导作用。     

CCD辐射图像三维温度场可视化重构

针对燃烧室回流区三维辐射空间在CCD(Charge coupled device)靶面的辐射图像分析局限于二维温度场计算,以及在三维温度场重构过程中摄像机安装台数受限问题,提出了二维矩形线性插值虚拟CCD探测器安装算法,解决了现场安装CCD探测器个数的受限和滤波后投影算法因投影数少导致的三维重构误差问题.通过对已知的CCD探测器和虚拟CCD探测器采集二维图像获取的投影数据进行滤波反投影得到燃烧室回流区深度方向辐射强度场分布,在此基础上,采用实验校正的双波长比色测温公式得到温度场分布,实现了燃烧室回旋区深度温度场分布的在线监控.实验室小型煤气实验表明,该算法是可行的,达到了燃烧室回流区工况在线监测的要求,为进一步研究燃烧室燃烧效率和稳定性奠定了基础.     

高温连铸坯表面缺陷的机器视觉无损检测

针对高温连铸坯表面缺陷无法在线检测问题,采用机器视觉技术和相应的试验装置,建立了高温背景下CCD快门控制时间成像模型,同时设计分类器算法对缺陷种类进行归类.系统所选CCD成像装备采用水冷风冷双层冷却方式,在高温状态下能长时间连续工作.系统可检测最大铸坯宽度为3 000 mm,能有效抑制铸坯表面振痕产生的图像噪声影响,实现热态铸坯表面缺陷在线检测与分类.     

非均匀温度分布下温差发电阵列拓扑结构优化

利用热电材料实现温差发电技术已成为目前研究热点,但温差发电阵列热端温度分布不均将严重影响系统的输出功率和可靠性。为此,首先针对2×2温差发电阵列,研究其在不同热端温度分布情况下,温差发电阵列内部的连接方式与输出功率和可靠性的关系。其次,提出了一种温差阵列内部连接结构优化方法,通过改变内部连接方式以减少阵列功率损失,提高其可靠性。最后,通过温差实验平台,在不均匀温度下开展了4×4温差发电阵列实验,并与传统串并联阵列、网状阵列和桥型阵列等温差发电阵列进行了输出功率及可靠性比较分析。实验结果表明：在热端温度不一致的情况下,所提出的优化温差发电阵列比传统温差发电阵列可以更好地兼顾温差发电阵列的输出功率与可靠性。     

烧结矿FeO含量模糊聚类算法的研究与应用

烧结机速、料层厚度和点火温度等烧结工艺参数对烧结机尾断面辐射图像特征分布有着重要的影响，而断面辐射图像特征与烧结矿化学成分存在复杂的非线性映射关系．根据方差分析理论，运用混合统计量来确定烧结机尾辐射图像特征的最佳分类数，并应用划分熵来验证分类数的正确性．现场实验表明：该算法正确，能在线运行，准确预报烧结矿FeO含量区间．     

威远菱铁矿选矿和烧结性能的研究

在实验室对威远菱铁矿进行了焙烧、选矿、烧结和冶金性能的试验研究,提出了威远菱铁矿各种可供选择的利用流程与方法。