论文开题报告：图像处理技术在钢绳线径测量系统中的研究

大学本科毕业论文(设计)开题报告

学院：信息科学与工程学院　　　　　　　专业班级：2009级电气工程及自动化A班　

课题名称 图像处理技术在钢绳线径测量系统中的研究

1、 本课题的的研究目的和意义：
在一些设备的使用中，钢绳往往是设备的关键部件，为了确保钢绳安全、可靠、高效的工作，对钢绳的运行状况，如断丝、磨损、锈蚀缺陷等进行检测时事必要的。传统的钢丝绳检测方法由于在测量方面，及相关环境因素的影响，测量的精度受到很大影响，可靠性差。因此，很多钢丝绳使用部门采用定期更换钢绳的方法，根据钢绳的额定寿命确定其更换周期，不论钢丝的实际状况如何，到期均进行更换。显然，这对节约成本，及提高材料的利用不利。
由于钢绳检测手段和方法的不完善，目前钢绳的使用现状是，虽然花费很大精力和时间实行钢绳的各项检查，但是事故仍然频繁发生；即使不惜巨大浪费实行定期更换，也让人有某种程度的担心。这就需要进行适当的钢丝绳探伤并予以推广，希望检查人员掌握真正的安全系数。掌握了真正的安全系数即可确保安全运行，又能决定更换日期，这将有利于安全生产，节约资源，以及有效利用资源。这一愿望的实现，关键在于钢绳缺陷的检查方
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感应线圈之后，这一方法才能被有效的应用。与AC方法不同，这一方法采用的是直流(Dc)励磁，故称为DC方法。基于DU方法，1925-1955年间，国外开发了大量的钢丝绳检测装置。
基于AC方法的仪器普遍存在集肤效应和涡流损失，检测_深度低，仪器及钢丝绳发热剧烈；而DC方法的仪器存在直流励磁与检测线圈安装方面的困难，结构庞大，操作复杂。由于这两类仪器的检测信号信噪比低，监测结构可靠性差，因而阻碍了它们的推广应用．这一时期形成的钢丝绳检测技术和仪器均很不成熟，还处于钢丝绳无损检测技术的探索阶段。
2.3 系统研究阶段
从60年代开始，钢丝绳无损检测技术进入了系统研究阶段，由于经济的迅速发展，这一检测问题的研究越显重要。针对检测原理和实践中存在的问题，许多学者从不同方面进行了广泛而深入的研究，取得了大量成果。比较典型的工作如下：
日本藤中雄三教授于小门纯一教授等通过对不同使用环境中各种结构类型的钢丝绳进行了大量的检测实践，分析了现场中影响钢丝绳电磁无损检测结构准确性的各种因素，从而提出了利用电磁检测法进行钢丝绳检测时需要解决的问题以及一些实用方法。这些研究对钢丝绳检测技术的开发和仪器的设计都具有重要的指导作用和参考价值。
加拿大EKitzinger博士和GA．Wmt教授提出了利用霍尔元件作为检测元件实现对钢丝绳截面变化和局部损伤缺陷进行检测的技术方法与装置，紧接着，为了进一步简化检测装置，EGTomaiuolo和J．G．Lang又提出了利用磁通门技术组合检测钢丝绳截面变化和局部损伤缺陷的技术方法和装置，这些工作推动了获取钢丝绳缺陷信息技术的发展。
经过各国科技工作者的不懈努力，钢丝绳检测技术，特别是电磁无损检测技术，得到了很大发展，并制成了相应的检测仪器。从60年代中期到80年代中期，国外推出的钢丝绳检测仪器产品就达30多种。例如，波兰的M系列和MD系列探伤仪，瑞士的E70和PMK系列探伤仪，德国的SPK、SPM、SPG、SPR和WBK系列探伤设备，日本的MRT型探伤仪，美国的LMA系列探伤仪；70年代初，我国也推出了第一代国产的TGS型钢丝绳探伤仪。在这一时期，对仪器本身的性能以及现场使用的特性也作了详细的研究和评价。研究的重点放在怎样得到稳定、可靠、明显的钢丝绳缺陷信息检测方法及装置上。研究的精力主要集中在钢丝绳探伤传感器的研制上。由于检测仪器均处在模拟仪器与电子仪器阶段，未能出现能对检测信号作综合分析的数字化仪器和微计算机化仪器。图1-1是这类仪器的典型输出结果。这一时期的探伤仪器，即使是世界上公认性能较好的LMA系列探伤仪，也无一例外的在检测性能上存在下列的共同缺点：第一，它们几乎都以单笔或多笔模拟记录仪或磁带机记录检测的信号曲线，因而必须由检测人员对这些检测曲线进行分析和推测，才能确定钢丝绳上缺陷的具体位置和严重程度；第二，监测信号被压缩记录，使得沿钢丝绳轴向分辨距离较近的缺陷能力有限，LMA系列探伤仪器分辨力为250ram，其它仪器均比它低，这样，严重影响检测结果的精度；第三，在钢丝绳轴向上同一或近于同一截面附近中位置不同的缺陷信号被叠加记录在检测曲线上，降低了定量分辨缺陷的能力：第四，对检测曲线的解释受检测人员自身素质等诸多因素的影响。与人工目测相比，这些探伤
仪器的产生和推广应用是钢丝绳检测上的一大进步，它们至少成了钢丝绳检测的辅助手段，并且随着人们对探伤仪检测信号特征认识的加深和现场使用经验的不断丰富，监测曲线的人工解释与分析结果的准确性逐步得到了提高。
图1-1 LMA系列探伤仪输出信号波形
2.4 未来发展方向
钢绳检测的目的是根据检测的结果判别在役钢丝绳的残余强度，掌握其运行的安全系数，最终决定更换的日期。根据这一目标，钢丝绳检测技术按4个层次发展：基于人工的检测与识别、基于仪器检测的人工识别、基于仪器的检测与识别、基于仪器的智能评判与诊断，如图1-2所示。就目前研究水平来看，钢丝绳检测还处于检测仪器的研究阶段，也即正在逐渐以仪器来取代人工检查，但研究的范围还不够广泛。对钢丝绳强度的测量，除了破损检测外，现在还没有直接的无损检测方法，即在役 ……（未完，全文共4463字，当前仅显示2254字，请阅读下面提示信息。收藏《论文开题报告：图像处理技术在钢绳线径测量系统中的研究》）