基于图像识别的有效膨润土含量自动测定方法及仪器

论文摘要

粘土砂型铸造是主要铸造方法之一,粘土砂型由原砂、膨润土、煤粉等组成,测定型砂或旧砂中的有效膨润土含量是铸造用型砂性能检测必不可少的环节。目前国内企业大部分采用传统SEL型测定仪,测定方式大多采用人工操作,检测周期长、效率低、精度不高。本论文将计算机图像识别技术应用于有效膨润土含量,针对性的提出了自动化的检测方法及仪器。本文首先介绍了传统有效膨润土含量检测的原理及方法,在对国内外研究的总结分析基础上,以传统吸蓝量测定方法为核心,引入数字图像处理,提出基于图像识别的自动测定法,然后统计相关数据并精确确定测定终点判定值。利用图像处理完成人眼识别检测的功能,通过嵌入式微处理器与上位PC机通信,研发了集自动移液滴定、图像采集识别、分析等功能于一体的测定仪。在硬件系统设计上,本文详细地说明了测定仪硬件方案、各模块的硬件选型、控制板的ARM处理芯片及其外围扩展电路方案等。所设计的控制板硬件以STM32芯片为核心,通过板上的USB口将MV-200UC采集到的图像向上位PC机传输数据。整个嵌入式开发板与PC机的通讯是通过UART串口实现的。在软件系统设计上,本文在已搭建的图像处理平台的基础上,深入研究了图像分析算法。以keil C嵌入式操作系统为软件平台,开发了控制板相关底层的驱动程序;按照软件设计规范,用C语言实现了系统上位机软件的开发。通过本课题研究,为铸造行业提供了一种基于图像识别技术的新的型砂性能测定方法和自动化仪器。该仪器能够较好地解决传统人工测定方式中存在的效率低、精度差等问题,为稳定控制粘土型砂质量、生产优质铸件提供了保障,也逐步推动了铸造行业向实现新时代“绿色铸造”的目标发展前进。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景和意义
• 1.2 粘土型砂的主要性能指标
• 1.3 有效膨润土含量的主要测试方法及国内研究现状
• 1.4 本课题的目的及主要研究内容
• 2 基于图像识别的有效膨润土含量的自动测定新方法
• 2.1 概述
• 2.2 图像处理算法的设计
• 2.3 基于图像处理的滴定终点判定标准选择
• 2.4 本章小结
• 3 自动测定仪的硬件方案
• 3.1 自动测定仪的总体方案
• 3.2 自动测定仪的主要硬件设计及选择
• 3.3 自动测定仪的控制电路设计
• 3.4 本章小结
• 4 自动测定仪的软件方案
• 4.1 ARM 系统驱动软件程序设计
• 4.2 PC 机软件控制平台的设计
• 4.3 本章小结
• 5 结论和展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 1 控制电路原理图
• 附录 2 控制电路封装图
• 附录 3 作者在攻读硕士学位期间发表的论文