示温漆温度自动判读与数字图像处理研究

论文摘要

本文阐述了航空发动机在高温、高压、高速旋转状态下使用的温度传感器示温漆的概念、种类、用途、测温原理及其标准样片制作工艺,依据色度学理论,综合运用图像处理、数据库等多项技术和数据处理方法,研制开发基于微型计算机的示温漆温度自动判读与数字图像处理系统。一方面克服了人工判读主观性大、容易受环境光和个人辨色力差异造成的影响;另一方面分析了示温漆的颜色温度特性并提出温度识别方法,从而提高了示温漆温度的判读精度并为定量分析提供了大量的数据。依据示温漆的颜色温度特性,以色度学理论为指导,对系统的软硬件组成进行了系统配置与程序开发。在硬件方面,包括了标准光源、高分辨率数码相机、高性能微型计算机以及打印机等输出设备,同时限定了标准光源、数码相机和待测零部件之间的相对位置,保证了示温漆颜色数据具有可比性,从而在图像采集环节将颜色数据的误差限制在较小范围内,以提高温度识别的准确性;在软件方面,划分为功能相对独立的参数录入界面和温度判读界面两部分,以数据库实现两者之间的联系,采用自顶向下、模块化的编程方法,使得控制软件条理清晰,便于维护。为了验证温度判读的正确性,针对某种类型的示温漆进行了试验验证,总结出该系统对示温漆温度判读的误差以及今后工作中应解决的问题等。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景和意义
• 1.2 示温漆的特点
• 1.3 示温涂料发展现状与趋势
• 1.4 本文主要工作
• 第二章 示温漆及其测温原理
• 2.1 引言
• 2.2 示温漆种类及测温原理
• 2.2.1 示温漆的分类
• 2.2.2 单变色不可逆示温涂料的使用
• 2.2.3 多变色不可逆示温涂料的使用
• 2.2.4 示温漆测温原理
• 2.3 影响示温漆使用的因素
• 2.3.1 燃气
• 2.3.2 焙烧时间
• 2.3.3 压力
• 2.3.4 漆厚度的影响
• 2.3.5 低温下的时间效应
• 2.3.6 安全事项
• 2.4 本章小结
• 第三章 标准样片制作与焙烧工艺
• 3.1 引言
• 3.2 标准样片的制作工艺
• 3.2.1 示温漆测温方法
• 3.2.2 标准样片的制作
• 3.2.3 示温漆的涂覆
• 3.3 标准样片的焙烧工艺
• 3.3.1 焙烧炉系统
• 3.3.2 电烧炉系统
• 3.3.3 炉烧工艺
• 3.3.4 电烧工艺
• 3.4 试件工艺
• 3.4.1 试件准备
• 3.4.2 使用前对漆的准备
• 3.4.3 喷漆
• 3.4.4 刷漆
• 3.4.5 防护漆
• 3.4.6 脱水
• 3.5 本章小结
• 第四章 自动判读系统软硬件组成
• 4.1 引言
• 4.2 系统的硬件组成
• 4.2.1 数码相机
• 4.2.2 数字图像显示模块
• 4.2.3 数字图像存储模块
• 4.2.4 微型计算机
• 4.3 数字图像处理
• 4.3.1 数字图像处理概述
• 4.3.2 彩色基础
• 4.3.3 人眼的颜色视觉特性
• 4.3.4 格拉斯曼定律
• 4.4 色度学理论
• 4.4.1 光源色温
• 4.4.2 标准光源
• 4.4.3 三刺激值和色品坐标
• 4.4.4 CIE 1931-RGB 系统
• 4.4.5 均匀颜色空间
• 4.4.6 CIE1976 LAB 色度空间
• 4.5 系统的软件组成
• 4.5.1 软件设计
• 4.5.2 中值滤波
• 4.5.3 假彩色增强
• 4.5.4 数据处理与数据库应用
• 4.6 MATLAB 概述
• 4.6.1 MATLAB 语言特点
• 4.6.2 数字图像处理工具箱
• 4.6.3 图形用户界面设计
• 4.7 测温算法
• 4.7.1 颜色数据处理
• 4.7.2 三次样条插值与曲线拟合
• 4.7.3 示温漆的颜色温度特性曲线
• 4.7.4 温度识别算法
• 4.8 本章小结
• 第五章 试验验证
• 5.1 引言
• 5.2 示温漆颜色温度判读验证
• 5.2.1 工件工艺
• 5.2.2 数据库的录入
• 5.2.3 示温漆温度的判读
• 5.2.4 颜色温度判读数据分析
• 5.3 其他判读方法探索
• 5.3.1 等温线的绘制
• 5.3.2 仪器判读探索
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 论文总结
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的论文
• 附录