基于图像识别的有效膨润土含量自动测定方法及仪器-材料加工工程专业论文.docxVIP

华 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 I I 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。 关键词：绿色铸造；有效膨润土含量；吸蓝量测定；图像识别；嵌入式系统 II II Abstract Clay-bonded sand casting process is one of main methods for foundry industry. Clay-bonded sand is composed of clay, raw sand, bentonite and coal powder. Determination of effective bentonite content in moulding sand or used sand is essential for the sand casting performance testing. Currently, domestic enterprises mostly adopt SEL, a traditional type of detector, operated in a manual way with measurement methods. However, the testing cycle is long, efficiency is low, and also,the accuracy is not high. This paper is focused on the automation of the detection method and apparatus. Firstly, this paper introduced the traditional principles of effective bentonite content detection method. Based on the analysis and summerize between domestic and international research, adopted the traditional determination of methylene blue adsorbed as the core, as well as the introduction of digital image processing, an automatic determination based on image recognition method is proposed. Secondly, summerize statistical data to determine the value of measuring the end point accurately. In this design, the bare human eye was substituted by image system to complete recognition p