自动检测论文范文

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目前我国已经建立的100多个水质自动监测站，大多分布在边远地区，由于制度和管理不完善，其应急能力存在很大缺陷，甚至部分水站未制定应急预案，即使制定应急预案，由于缺乏必要措施，在发生事故时也很难发挥应急预案与应急制度的作用。2013年黑龙江流域发生特大洪水，水质自动监测站普遍遭受了损失，如果制定了应急预案和进行应急演练，其损失程度会降至最低。同时，由于水质自动站建在边远地区，距离市区较远，当水质自动站出现事故时，监测人员无法及时达到现场进行处理，此时应急预案的制定与应急制度的实施则显得尤为重要。

2水质自动监测站应急制度建设的基本要求

一套健全、完善的应急制度建设，能够使水质自动监测站的仪器设备处于良好的管理状态，能保证水质自动监测站管理的有序、连续和稳定，否则容易造成对监测站管理的忽视。水质自动监测站应急制度的建设，应符合以下基本要求：

2.1建立一套能引起领导足够重视的水质自动监测应急管理机制

在当前我国的体制中，领导重视是管理工作中最为基础和关键的一个环节，领导的重视使管理工作在人力资源配置等方面更具优势。因此，水质自动监测应急管理机制应建立由国家或省部级环境保护部门牵头，地级市环境保护部门分管，县级市环境监测站实行全面管理的机制。国家或省部级环境保护部门负责统一监管，对下一级的环境保护部门进行监督。另外，水质自动监测应急工作的顺利进行，需要足够的资金投入作为后盾，将应急制度建设工作交给地级市环境保护部门，能够确保监测站应急工作拥有充裕的经济条件和较雄厚的技术实力。如果将应急管理权力交给县级环境保护部门，则难以确保资金和技术，从而也难以发挥水质自动监测站的应急作用。

2.2建立管理人员介入水质自动监测站工作机制

与空气自动监测站建成投入使用情况相似，水质自动监测站也是在建成后才由相关单位指派管理人员驻站接管。由于管理人员的知识水平和能力有限，加上接管时间较短，对需要学习的监测相关知识掌握有限，管理人员较难在第一时间迅速对监测站进行有效的管理和维护，致使监测站应急功能无法得到有效发挥。根据产品故障率曲线，监测站仪器设备在早期投入使用时的故障率要大于产品正常使用期和产品维修后发生的故障率，因此管理人员应及早介入水质自动监测站，确保监测站的应急功能得到及时发挥。

2.3编制水质自动监测站应急管理规范

最新出版的2002年《地表水和污水监测技术规范》（HJ/T91-2002）并没有对水质自动监测站应急管理规范相关方面作出规定，水质自动监测站应急工作仍处于空白状态。因此，国家相关环境主管部门应结合水质自动监测站的具体情况，尽快编制相关水质自动监测站应急管理规范，以促进水质自动监测应急工作的顺利开展。

3水质自动监测站应急制度建设的基本内容

受到气象状况、灯光照明、场所不同、监测人员业务水平等因素的影响，并且水质自动应急监测呈现出流动性、不确定性、阶段性、偶发性、紧迫性和公共性等特征，这就决定了应急监测不是表面功夫，应急制度更不是黑字文件。应急监测，实际上是实验室管理水平的实际化演示过程，针对应急条件特殊和人员流动性大等问题，仍需要回归到制度建设上来。纵观目前应急工作开展情况，水质自动监测站应急制度的基本内容有以下几个方面：

3.1应急制度的文件架构

水质自动监测站的应急制度文件架构应包括以下几个要素：

（1）应急监测系统基本情况介绍；

（2）监测工作安排；

（3）应急监测清单；

（4）应急设备操作规程；

（5）应急监测结果记录表；

（6）应急监测培训及应急演练。只有将上述要素逐一逐步落实到位，方能确保水质自动监测站应急功能的有效发挥。

3.2应急监测系统基本情况介绍

应急监测系统基本情况介绍是水质监测站进行水质监测的纲领性文件，内容包括应急监测系统建设的目标、各类设施基本简介和应急监测设备或能力的介绍等内容，以便于监测人员快速了解和认识应急监测系统。

3.3监测工作安排

监测工作安排包括应急值班表排列、应急值班车辆管理及行车路线指引。

3.3.1排列出应急值班表对应急工作人员的值班进行分组安排，其目的主要体现在如下三个方面：第一，值班制度的规定和实施有利于保证随时随地都有人在岗值班，做好应急预备的日常工作，时刻处于应急预备状态，确保应急事故发生时能够迅速、及时地赶到事故现场。第二，轮班制度的实施有利于确保应急人员有充足的休息时间，能够为应急事故处理提供源源不断的长时间的持续能力，从而确保并提高应急人员持续作战的能力。第三，对于同时出现的应急事故能够做到互不干扰的正常处理和应对，分组后的工作人员要有明确的分工，安排和划分好每个人员应负责的工作和任务，从而有利于人员各司其职，在处理应急事故的时候能够做到有序配合。

3.3.2车辆管理及行车路线指引应急监测车辆可以提供便携的移动实验平台，建立临时性小范围的电力、照明、用水、操作安全防护的条件。在平时应对司机进行专职培训，使其熟练掌握各个功能区块的操作规程，确保满足随时外出应急监测的工作需要。

3.4建立应急监测清单

负责水质自动监测的监测站和其他单位应建立应急监测清单。应急监测清单包括车载应急设备清单与应急监测项目一览表。车载应急设备清单包括应急仪器设备和物资存放地点、存放条件，仪器使用条件等情况，指引性清单能提高存、取物资的准确性，避免装车时出现遗漏现象，发生应急响应时便于携带外出；应急监测项目一览表应列示应急设备对应检测项目，能帮助应急人员快速选择使用。

3.5修订应急设备操作规程

进口应急设备的说明书多为英文版本，中文版本也是较为繁琐、累赘且与实际操作不符。因此需制订简化的操作规程，简化的操作规程便于人员提高工作效率，降低出错风险。另外还规定了应急仪器的保管人及维护要求，能保证设备得到妥善的日常维护。

3.6确保应急监测结果记录表的真实准确

应急监测结果记录表的记录应当确保与监测结果相一致，收集有关监测的各种重要因素，从而保证监测结果的真实性、准确性和有效性，这样有助于事后分析以及总结经验。

3.7进行应急监测培训及应急演练

在平时工作中，需要加强对工作人员的应急监测培训和设备操作培训，工作人员要定期学习应急文件，并对工作人员进行必要的考核，从而提高其应急处理事故的能力和水平；此外还应当重视应急演练，模拟应急事故现场能够提高人员的现场作战能力，对于演练中的经验要注意分享，从而能够帮助应急人员改进工作方法，有利于提高实际作战能力。

4结语

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关键字：控制；系统；检测；网络化

一、自动控制的基本概念

在现代科学技术的许多领域中，自动控制技术得到了广泛的应用。所谓自动控制，是指在无人直接参与的情况下，利用控制装置操纵受控对象，使被控量等于给定值或给定信号变化规律去变化的过程。控制装置和受控对象为物理装置，而给定值和被控量均为一定形式的物理量。自动控制系统由控制装置和受控对象构成。对自动控制系统的性能进行分析和设计则是自动控制原理的主要任务。

二、自动控制系统的基本构成及控制方式

1.开环控制控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为开环控制。2.闭环控制。控制装置与受控对象之间，不但有顺向作用，而且还有反向联系，既有被控量对控制过程的影响，这种控制称为闭环控制，相应的控制系统称为闭环控制系统。3.反馈控制。反馈控制是在外部的作用下，系统的被控量发生变化后才做出相应调节和控制的，在受控对象具有较大时滞的情况下，其控制作用难以及时影响被控量，进而形成快速有效的反馈控制。

三、自动控制理论发展简述

虽然现代控制理论的内容很丰富，与经典控制理论相比较，它能解决更多更复杂的控制问题，但对于单输入、单输出线性定常系统而言，用经典控制理论来分析和设计，仍是最实用最方便的。

真正优良的设计必须允许模型的结构和参数不精确并可能在一定范围内变化，即具有鲁棒性。这是当前的重要前沿课题之一，。另外，使理论实用化的一个重要途径就是数学模拟和计算机辅助设计。总之，自动控制理论正随着技术和生产的发展而不断发展，而它反过来又成为高新技术发展的重要理论根据和推动力。它在工程实践中用得最多，也是进一步学习自动控制理论的基础

四、自动检测技术

自动检测是学一个重要分支科学，是在仪器仪表的使用、研制、生产、的基础上发展起来的一门综合性技术。1. 自动检测的任务：自动检测的任务主要有两种，一是将被测参数直接测量并显示出来，以告诉人们或其他系统有关被测对象的变化情况，即通常而言的自动检测或自动测试；二是用作自动控制系统的前端系统，以便根据参数的变化情况做出相应的控制决策，实施自动控制。2. 自动检测技术主要的研究内容：自动检测技术的主要研究内容包括测量原理、测量方法、测量系统、及数据处理。3.测量系统：确定了被测量的测量原理和测量方法后，就要设计或选用装置组成测量系统。目前的测量系统从信息的传输形式看，主要有模拟式和数字式两种。

1.术的基本概念。检测技术是以研究自动检测系统中的信息提取、信息转换以及信息处理的理论和技术为主要内容的一门应用技术学科。 广义的讲，检测技术是自动化技术四个支柱之一，从信息科学角度考察，检测技术任务寻找与自然信息具有对应关系的种种表现形式的信号，以及确定二者间的定性、定量关系；从反映某一信息的多种信号表现中挑选出在所处条件下最为合适的表现形式，以及寻求最佳采集、变换、处理、传输、存贮、显示等方法和相应的设备。信息采集是指，自然界诸多被检查与测量量中提取有用信息。 信息变换是将所提取出的有用信息进行电量形式幅值、功率等的转换。信息处理的任务，视输出环节的需要，可将变换后的电信号进行数字运算、模拟量-数字量变换等吃力。 信息传输的任务是在排除干扰的情况下经济的、准确无误的把信息进行远、近距离的传递。虽然检测技术服务的领域非常广泛，但是从这门课程的研究内容来看，不外乎是传感器技术、误差理论、测试计量技术、抗干扰技术以及电量间互相转换的技术等。提高自动检测系统的检测分辨率、精度、稳定性和可靠性是本门技术的研究课题和方向。自动检测技术已成为一些发达国家的最重要的热门技术之一，它可以给人们带来巨大的经济效益并促进科学技术飞跃发展，因此在国民经济中占有极其重要的地位和作用。自动检测系统是自动测量、自动计量、自动保护、自动诊断、自动信号等诸多系统的总称.在上述系统中，都包含有被测量，敏感元件和电子测量电路，它们之间的区别仅在于输出单元。如果输出单元是显示器或记录器，则该系统叫做自动测量系统；如果输出单元是计数器或累加器，则该系统叫做自动计量系统，如果输出单元是报警器，则该系统是自动保护系统或自动诊断系统；如果输出单元是处理电路，则该系统是部分数据分析系统、自动管理系统或自动控制系统。2.感器与传感器的分类 。2.1传感器。传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置。2.2传感器的组成。传感器的功用是一感二传，即感受被测信息，并传送出去。传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成。最简单的传感器由一个敏感元件组成，它感受被测量时直接输出电量，如热电偶。有些传感器由敏感元件和转换元件组成，没有转换电路，如压电式加速度传感器，其中质量块是敏感元件，压电片是转换元件。有些传感器转换元件不只一个，要经过若干次转换。

三、传感器的分类

目前传感器主要有四种分类方法：根据传感器工作原理分类方法；根据传感器能量转换情况分类法；根据传感器转换原

理分类法和按照传感器的使用分类。3 .测量方法 。3.1直接测量.在使用测量仪表进行测量时，对仪表读数不需要经过任何运算，就能直接表示测量的结果，称为直接测量。这种测量方法。这种测量方法是工程上广泛采用的方法。3.2间接测量.在使用仪表进行测量时，首先对与被测物理量有确定函数关系的几个量进行测量，将测量值代入函数关系式，经过计算得到所需结果，这种测量称为间接测量。间接侧来那个多用于科学实验中的实验室测量，工程测量中亦有应用。3.3联立测量。在应用仪表进行测量时，若被测物理量必须经过求解联立方程才能得到最后的结果，则称这样的测量为联立测量。在进行联立测量时，一般需要改变测试条件，才能获得一组联立方程所需要的数据。它只是用于科学实验或特殊场合。3.4偏差式侧量.在测量过程中，用仪表指针位移决定被测量的测量方法，称为偏差式测量法。应用这种方法进行测量时，标准量具不装在仪表内，而是事先用标准量具对仪表刻度进行校准；在测量时，输入被测量，按照仪表指针在标尺上的示值，决定被测量的数值。采用这种方法进行测量，测量过程比较简单、迅速。但是，测量结果的精度低。这种测量方法广泛适用于工程测量。3.5零位式测量.在侧来那个过程中，用指零位仪表的零位指示检测测量系统的平衡状态；在测量系统达到平衡时，用已知的基准量决定被测未知量的测量方法，称为零位式测量法。 3.6微差式测量。微差式测量法是综合了偏差式测量法与零位式测量法的优点而提出的测量方法。微差式测量法的优点是反应快，而且测量精度高，特别适用于在线控制参数的检测。

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首先要了解规则，知己知彼，知网学位为整篇上传，格式对检测结果可能会造成影响，需要将最终交稿格式提交检测，将影响降到最小，此影响为几十字的小段可能检测不出。

方法上可以按照以下几点：

（一）首先要先自查一遍，知道哪些地方是抄的或者报告中的标红位置。自查方法有很多，比较严格的学校通常会建议你用知网查，毕竟是官方系统。知网如果和你学校有合作的话，那么学校一般会有途径推荐。这个自行选择吧，查知网的就比较贵，博士论文一次将近400元。市面上也有paperpass那些，便宜很多，但是为了保险嘛，只能多花钱了。一般建议先查一次，改完再查一次。

（二）具体改。知网博士论文给你标出来的红字你就把它全改了，首先要知道要领，不是随便改点近义词就行了，而是整个句子打碎，句式啊，用词啊，都换掉。知网还是很智能的，你改一点点没用。所以我最建议的，最保险的方法就是，红字全删了，重写。听到这里先别跪，不是要你重新原创，而是复述，复述OK？换一种表达方式。删干净了，才保险。语文好的人是不在话下的。如果你论文字数本就很多了，那些不影响逻辑的描述，你甚至可以直接删掉。毕竟你答辩都过了不是？具体技巧见下：

1、如果原句文学性比较强的，就用白话叙述。e.g.“一日之计在于晨” 改成 “一天最好的时候是早上”。都不要说“早晨”，完全避开每一个字，才最保险。

2、段落里同类型句子，例如描述xx有多种性质的，多种性质顺序调换无伤大雅的，那就在改完的基础上把顺序也改了。

3、插入句子打碎这段。在大概改了这段后，插入一些描述性句子。e.g.现在的IT项目，设计阶段大部分采用BS架构，得益于记住，插入的东西就不要再抄啦。

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关键词：分选器，Pro/E，3DMAXD，动画制作

 

一、引言

三极管分选器是晶体管自动检测分选系统的重要组成部分，它解决了长期以来手工分选晶体管的难题，具有分类迅速、准确的优点。提高了晶体管分类的质量和效率，适用于大、中规模晶体管生产厂家晶体管的自动分选。

Pro/E和3Dmax是使用最广泛的两种设计软件，相比较Pro/E的精准建模，装配和分析检验的功能被广泛认可，但是其在渲染和动画表达方面稍有欠缺；而3Dmax的渲染和动画制作的功能很强大，但是建模方法、能力和准确设计定位的比较差,所以为了寻求一种好的解决方案，为了利用两者进行优势互补，即使用Pro/E进行精准的建模，然后导入3Dmax进行渲染及后续的工作动画制作。

下面来介绍一下三极管分选器工作的动画制作过程。

二、实例操作

1. 三维实体建模

首先使用AutoCAD软件进行二维工程图绘制，然后使用Pro/E进行三维实体建模生成零件，然后使用其装配功能进行装配如图1。论文参考网。

2. 由Pro/E导出过程

在进行导入的过程中，可以以单个零件的形式进行导出，也可以由装配体的形式导出。导出的形式有很多种，比如IGES(*.igs)、STEP(*.set)和Wavefront(*.obj)等等。相比之下，IGES(*.igs)和STEP(*.set)两种导出方式不同程度出现破面，从而造成了在3Dmax环境里显示的实体面组不完整，所以这里我们采用Wavefront(*.obj)的导出方式，这样可以良好的保证了导出的实体在3Dmax环境的真实性和完整性。

首先对装配好的实体进行保存：文件-保存副本，如图2

图1 分选器工作主体装配图图2 Pro/E环境下保存类型菜单

其次在保存类型中选择Wavefront(*.obj)的导出方式，然后确定，在绘图区右上角会弹出“输出Wavefront”的对话框如图3，然后在绘图区中单击一个平面，激活要输出的所有项目，弦可以设为默认值或为1.然后确定保存即可。论文参考网。

3.由3Dmax导入过程

进入3Dmax环境后点击菜单栏上的文件-导入-选择导入的文件- WavefrontObject(*.OBJ)-然后打开-完成，如图4。

图3 “输出Wavefront”的对话框图4 3DMAX环境下导入类型菜单

4.使用3Dmax进行动画制作

1）光源的设置；这里使用点光源即汇聚光，方法是单击光源图标如图5，选择“目标聚光灯”,在适当的位置添加点光源若干。

2）摄像机的设置；在本次动画设定方面，我们将动态摄像机与设置关键帧两项功能配合使用。首先是单击摄像机图标，如图6进入设置环境，然后选好摄像机的初始位置如图7。然后设定关键帧。对于关键帧的设置要注意两点：一、关键帧的总帧数不易设置过长，应与机构的起始运动的时间是基本相等的。论文参考网。二、为了使动画表达清晰准确，在细微的位置应使帧数做到最少化，且在复合运动过程中要求有关联或连接的位置应尽量把关键帧细化，所以这要求在制作的过程中要把一个或几个关键帧的时间段计算准确，以便顺利连接，使生成的动画具有连贯性。

图5 目标聚光灯图标图6 摄像机图标图7 摄像机加载初始位置

三、结论

1. 通过保存文件时使用Wavefront(*.obj)格式的存储方式，可以顺利的实现将PRO/E的图形导入3Dmax中，且破面几率达到最小。

2. 使用3Dmax的强大渲染效果可以使模型经过渲染后的真实感大大增强。

3. 使用Pro/E和3Dmax相结合可以使原本在Pro/E比较复杂的机构运动简单化，使动画制作变得容易，且运动过程表达清晰。

4. Pro/E的精准建模，装配功能与3Dmax的渲染和动画制作表达有机的结合到一起，使得整个机器的机构模拟的效果近乎完美，如图8图8 仿真动画影响输出

参考文献

[1]郑兵, 祝强 , 徐展 基于Pro/E和3DMAX的精确动画制作 机电产品开发与创新2008，21(5):116~117

[2] 林清安 《Pro/ENGINEER野火3.0中文版动态机构设计与仿真》电子工业出版社2007-3-1

[3] 陈敏3DSMAX在机械制造工艺三维动画仿真中的应用 上海工程技术大学学报 2004 18(2)

[4] 杨东超徐凯刘莉陈恳利用3DSMAX实现拟人机器人动画仿真机械设计与制造 2002 (4)

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结合铁路基础设施健康监测的特点，从硬件和软件两个方面设计数据采集子系统；首先，分析振动传感器的选用原则和输出信号的特点，在此基础上进行数据采集系统的硬件设计；然后，提出利用软件进行数据采集的模拟，详细论述各个模拟模块的建立过程；最后利用所属方法建立用于铁路基础设施检测的数据采集子系统，系统的建立为铁路基础设施监测理论研究提供了方法，为同类型数据采集系统设计提供参考。

关键词：

铁路基础设施；监测；振动传感器；数据采集

0.引言

进入21世纪以来，我国铁路建设发展迅猛，取得了良好的经济与社会效益。随着铁路运输速度的迅速提升，再加上其相对方便舒适的环境和价格上的优势，势必能吸引越来越多的人选择铁路作为他们旅行的交通工具，然而，伴随着铁路运输的飞速发展给人们带来的交通上的快捷与方便，车体与铁轨的振动故障对公共财产及人身安全构成了前所未有的威胁。伴随着我国铁路立体跨越式的迅猛发展，轮轨间激扰力与激扰频率随着车辆行驶速度的不断提高，逐渐增大，变宽，结果会造成电机等吊挂设备和车内设备的高频高幅振动，引起车体设备振动能量的急速加剧。如果超过了铁路各设备所允许的振动强度范围，未来的工作性能指标及使用寿命将会受到过大的动态载荷和噪声的严重影响，情况越发严重会导致零部件的早期失效。当前大量事实表明，在长期作用的情况下，铁路振动故障可能会导致货物破损，轨道破坏，列车脱轨等危险情况。为确保铁路“安全、经济、快捷、舒适”的特点和优势，铁路建设要不断发展完善其各项功能，才能在越发激烈的市场竞争中取得优势，因此，各国都加强了对铁路振动的检测及分析，也增加了对其的投入力度。今年我国对铁路振动检测领域的人力物力投入有明显增加，并且研究范围扩展到众多方面。以往铁路振动检测系统只配备在一些重要单位或者要害部门，而在2000年以后，各个铁路站段及各个振动检测站点基本都已经涉及发展应用到。铁路振动检测系统的重要性越来越被人们所认可，近些年又不断完善各项相应的标准和规范。为了保证铁路的运输安全、高效舒适的科学发展及以人为本的发展要求，确保铁路的优势和特点，如何准确检测高速铁路的振动并判断故障是摆在铁路工作者面前不容缓的实际问题。

1.数据采集系统设计方案

本论文用于铁路基础设施监测的振动传感器数据采集系统主要由下位机系统和上位机节点两个大的部分组成。系统设计方案的结构框图下位机系统里包含了振动传感器数据采集模块、IIC实时数据传输模块、微处理器模块和电源模块五个单元。振动传感器把接收到的振动信号数字化，通过IIC数字传输方式，将数据发送给微处理器STM32F103ZET6。微处理器作为控制单元，用于接收振动传感器数据并进行数据处理分析计算，通过RS-232串口通信，运用MAX3232电平转换芯片及CH340RS-232串口转USB芯片，实现了XYZ三轴振动数值发送到上位机进行控制显示。因为目前个人电脑上已很少有串口，所以我们使用RS-232串口转USB口芯片CH340G，数据可以从USB口进入PC上位机。由于每一个节点的检测范围有限，使用多个这样的节点共同检测则可以扩大系统的监测范围，提高系统的整体工作性能。整个铁路振动检测系统是由多个下位机节点互相协作共同完成系统功能的。

2.系统硬件设计

2.1系统硬件设计思想

本论文的铁路振动检测系统是由振动传感器数据采集模块，IIC实时数据传输模块，微处理器模块以及RS-232有线通信模块和电源模块组成。振动传感器数据采集模块对铁路振动的振动数据信号进行实时采集，将采集到的数据数字化，并通过IIC实时数据传输方式与单片机处理器通信，接着单片机处理器模块将采集的数据进行数据处理分析，通过有线通信模块上传到上位机进行实时显示及存储，为铁路振动故障的判断提供合理依据。微处理器中有数据处理分析算法的设计，完成对采集到的实时振动信号进行数据处理分析，判断当前得到的振动数据是否在铁路设备所能产生的振动范围之内并对数据进行干扰点剔除，去直流及多项式趋势项和平滑处理，计算出与自然坐标系夹角的角度，使整个铁路振动检测系统的性能与数据准确性得到大幅度提高，很大程度上降低了系统的错误上报率。

2.2系统介绍

系统硬件部分可以分为五个部分：振动传感器数据采集模块、IIC实时数据传输模块、微处理器模块、RS-232有线通信模块和电源模块。数据采集模块：由单片机处理器模块发出相应的控制指令配置振动传感器的控制寄存器，内部控制寄存器来决定信号的采集速度、通信方式、数据输出格式与带宽，振动传感器根据内部控制寄存器的值按要求采集振动信号。实时数据传输模块：振动传感器采集的实时数据通过IIC传输方式，将数据发送给处理器，为之后的数据处理分析奠定了基础。微处理器模块：主要工作是通过系统软件控制数据采集模块完成振动数据信号的采集，并对数据进行处理分析，然后控制RS-232有线通信模块将处理完成的数据上传至PC上位机进行显示及存储。该模块是振动传感器数据采集模块和RS-232有线通信模块进行联系的核心部分。RS-232有线通信模块：将微处理器模块处理完毕的数据，通过RS-232串口通信的方式传递给上位机，上位机会自动显示及存储数据，供振动故障的判断使用。电源模块：通过该模块，将5V外部直流电源转换成系统所使用的3.3V电源。

结论

本论文设计了一套铁路振动检测系统，该系统采用下位机整体检测模块PC上位机整体控制数据流向，并对上传的检测数据进行显示保存。从与传统检测方法的比较来看，它能够更加高效、深入、细致的对铁路振动信号进行检测、处理分析及显示存储，并为铁路振动故障的判断提供可靠依据。

作者：鲁楠 唐岚 廖若冰 朱加豪 单位：西华大学汽车与交通学院 西华大学西华学院

参考文献

[1]冯晓芳.中国高速铁路的发展与展望[J].科技资讯，2009（1）：129-130.

[2]段合朋.铁道车辆振动特性及平稳性研究[D].成都：西南交通大学，2010.

[3]柴东明.铁路实用微型振动测试仪研究[J].设备管理与维修，1994（11）：18-21.

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关键词：航拍影像 图像去雾 阴影检测 阴影去除 水平集

中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（a）-0042-02

1 系统研究意义

建筑物、树木和山脉等遮挡太阳光线，使遥感航拍影像中存在阴影区域。阴影区域的存在可能导致重要信息的丢失，进而影响影像的后续处理，如图像配准、图像内容理解、分割、特征提取、目标变化检测和定位等。阴影检测是遥感航拍影像中地物跟踪、分类和识别等处理的重要步骤之一，目前阴影检测技术可分基于模型与基于阴影属性两大类，基于模型的方法需有关影像中地物几何形状或DSM数据、太阳高度角、传感器参数等知识，计算复杂，且适用于特定场景。基于阴影属性的方法通过分析阴影区域在亮度、几何结构和颜色等方面的共性及其与非阴影区域的差异来检测阴影区域，应用比较复杂[1]。

本系统旨在开发设计自动检测航拍影像阴影区域并将其去除的系统。选择并搭建基于非匀质区域水平集航拍影像阴影检测算法的系统开发平台，实现自动检测阴影区域并将其去除。系统主要功能包括：图像读入、图像去雾、阴影检测、阴影去除。

图像阴影区域极可能含重要信息，准确检测阴影区直接关系到影像后续处理及获取与识别阴影区中重要信息的成效。本系统所用的算法不仅可解决传统阴影检测方法中对非匀质同块阴影区检测不全面的问题，也可检测到传统方法中漏检的亮阴影区。检测到的阴影区连续、边缘清晰整齐，并能有效排除绿色植扰，检测正确率高，漏检率低，检测全面，阴影区提取方便。

2 国内外研究现状

G.D.Finlayson等最早提出利用彩色不变量来进行阴影检测、阴影消除[2]，但是这些彩色不变量要在图像满足中性界面反射模型的条件下才成立[3]，而且很多的航空影像都难以满足此条件。Akira Suzuki等人[4]提出了一种基于颜色和空间概率信息的动态阴影补偿的方法，此方法能较有效地对阴影区域进行补偿，提高了阴影区域内的对比度，但是阴影依然存在，而且此方法在计算过程中对于空间概率的获取需要事先利用大量样本进行统计计算得到，故此不能实现单张图片的实时处理[5]。

而阴影处理类软件有杭州华三通信技术有限公司的运动阴影检测方法和装置、中国人民国防科学技术大学的面向智能视频监控的实时部分遮挡车辆分割及阴影消除方法、上海大学的高分辨率遥感影像中的阴影检测方法。这类软件相关技术产品，或功能无我系统深入，或应用无我系统全面，又或者专业技术要求太高，一般使用者难以上手。

如今市面已出现很多图像处理类软件，国内相关软件有美图秀秀、可牛影像、光影魔术手、isee等；国外相关产品有 Adobe Photoshop、Adobe Illustrator CS、Corel Painter等。这些软件各具特色，但专业用于航空、遥感图像处理的软件，目前的市面上还没有出现。

本系统是一项自动检测航拍影像中阴影区域并将其去除的软件，同时基于军事和城市规划与管理的实际需求，应用领域广泛，如国家地理信息测绘、军事力量估计、商业纠纷司法取证、煤矿石油的资源勘探等。关于航空、遥感图像阴影的检测与去除的研究现在还处于初级阶段，所以说本系统是非常迎合市场需求和科学前沿的产品，具有强大的生命力。

3 算法介绍

借鉴西南交通大学信号与信息处理实验室提供的遥感影像阴影处理算法实现系统的研究与设计。针对图像去雾，利用基于黑色通道先验知识，对图像边缘和非边缘分别采用不同的模板处理得到透射图，并通过分割天空区域，或者雾最浓区域求得准确的大气光值[6]。利用该方法可以恢复出和原方法基本一致甚至更准确的结果，并且可以大大减少消耗，克服了对浅色区域恢复失真的问题，使去雾后的场景更为自然，提升计算速度。针对阴影检测，采用了基于非匀质区域水平集检测阴影算法[7]，既可解决传统阴影检测方法中对非匀质同块阴影区检测不全面、区域内出现空洞的问题，也可检测到传统阴影检测方法中漏检的亮阴影区。针对阴影去除，采用色彩空间变换，使用基于区域补偿的遥感图像阴影去除方法，利用其最小外接矩形的统计特征对阴影区域进行补偿，以恢复被阴影覆盖区域的原貌[8]。

4 系统设计与实现

4.1 系统设计

该软件系统使用了Inter公司建立的基于（开源）发行的跨平台计算机视觉库OPENCV。它由一系列 C 函数和少量 C++ 类构成，同时提供了Python、Ruby、MATLAB等语言的接口，可以实现图像处理和计算机视觉方面的很多通用算法。而本系统正是巧妙地利用了其轻量级、高效性以及良好的可移植性等诸多优点，将其与微软基础类库MFC集成于在计算机领域享誉盛名Visual Studio软件开发平台下的，实现了操作简单，用户友好的可视化软件编程。

其核心功能的部分包括三大模块：图像去雾、阴影检测、阴影去除，同时对图像的一些基本图形变换提供支持。虽然本系统无需处理复杂的业务逻辑，也没有庞大的数据库设计对系统中相应的少量数据结构提供技术支持。但我们并非旨在设计业务型的系统，而是重在对图像处理的相应算法进行深入研究与实现，从而为现实世界中的图像识别需求提供便利。本系统中的三大模块分别由黑色通道先验、水平集演化以及色彩空间变换作为核心实现算法，并做出了自身相应的创新与改进，以更好的实现本系统的需求同时为其增添相应特色。

本系统所增设的几大特色功能使其相较于国内已有的少量相似性产品更显优质与突出。比如对于超大型航拍图像的处理，我们采用了分块读入再处理最后合并的方法，提高了处理效率，减小了计算机的内存负担；又比如对于绿地干扰较严重的区域，本系统可以人性化地支持用户手动选择是否进行去绿处理，从而决定是否通过HSV变换将绿色植被区从图像中突显出来。这样既提升了系统的交互性，又使系统的处理结果更加准确。

其中，本系统设计的界面如图1所示。

4.2 系统实现

4.2.1 图像去雾前后图片展示

4.2.2 图像阴影检测原图与检测结果图展示

好，被建筑物和绿色植被遮挡的阴影部分都被检测出来。

4.2.3 图像阴影去除前后图片展示

5 结论

本系统成功实现自动检测航拍影像中阴影区域并将其去除的功能，搭建的基于非匀质区域水平集航拍影像阴影检测算法的系统开发平台，较好的支持系统的运作。系统各部分功能，大图读入、图像去雾、阴影检测、阴影去除等都得到较好地实现。本系统可以有效处理大部分航拍图像，以及一般用户的图像，但阴影边界处的修复效果可能有待提高，另外系统对个别图像处理效果有待加强。

参考文献

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篇7

关键词：计量管理；生产；地位；作用

一、企业要发展离不开计量管理

计量管理是企业提高经济效益的重要手段，大部分企业把计量管理工作作为改善经营管理，提高产品质量，推动技术进步的基础工作来抓。完善计量检测手段，加强计量管理使资源合理有效的配置能避免资源浪费，降低原材料和能源的消耗，从而提高企业的经济效益。也有一些企业由于产品开发制造管理等各个环节计量检测手段和生产管理不配套，计量器具配备不齐全，量值不准确使制造工艺失去控制，造成产品质量差、消耗高、效益低。科学合理的计量管理方法和工作模式可以保证计量量值统一。是测量数据准确可靠的基础，能为产品的正确计量提供保证。保证了企业最佳经济效益的实现。

计量管理是提高产品质量的保证。产品质量是企业生存和发展的关键，而计量是产品质量最基本的保证。因为任何质量特性都以一定的计量特性为表征。一切要用数据说话而数据必须准确可靠。这就要依靠完善的计量检测来实现。假如企业使用的计量器具不合格，产品的几何尺寸就不可能合格。压力表不准就可能毁坏设备、分析天平失准就会造成产品配料不准。从而影响产品质量。因此产品质量必需经过精密的测试来控制。

一个企业计量管理水平在一定意义上直接反映并代表企业的整体装备技术和管理的现代化水平。因此，计量管理是树立企业形象、确保企业信誉、提高用户满足感的基石。有效的计量管理可以推动产品质量的提高，使消费者得到应有的价值；可以推动企业以一定的成本获得一定的效用，形成适合市场需要的效价比；可以为保护消费者利益提供必要的法律依据；可以净化市场，帮助消费者鉴别假冒伪劣产品。

二、计量管理在实际生产中的作用

1.计量管理是提高企业生产效率的基础

计量管理工作的首要任务是计量保证，表现在对检测手段的完善、更新和改造上。目前，检测技术的发展趋势是由过去的离线、静态型发展到今天的动态、在线、连续型。通过采用先进的检测和控制手段，开发在线控制系统，实行自动检测、自动控制，达到提高劳动生产率，确保产品质量，降低消耗，以取得最佳经济效益的目的。因此，为提高企业生产效率，计量保证的作用就是为企业的自动化生产和现代化管理快速、准确、有效地提供所需的各种计量数据信息。

2.计量管理可以提高企业节能降耗能力

计量是节能和管理的眼睛，缺少科学的计量数据，节能和管理就是一句空话。计量管理的重点是有准确的计量数据，没有准确和必要的计量数据，能源审计的能量平衡表无法编制，能源网络图无法绘制，能量平衡测试工作也无法进行，也无法找到节能降耗的关键环节。

测量体系是能源计量工作科学化管理的重要手段，一个完善的测量体系能够保证企业能源统计报表数据资料准确，保证企业能源单耗的可比性和受控性并逐步达到先进合理、保证能耗定额的有效执行与合理奖惩，只有坚持不懈测量体系将测量管理活动规范化后，确立重要的能源计量点，配备先进的计量设备，运用先进的测量手段，提高主要能源的计量率和准确性，特别需要引起注意的是，做好数据的采集和分析必须运用科学的方法和工具，如果不善于使用各种科学有效的方法，所有的管理就只能停留在口头上，作为技术部门应该积极引导和帮助企业掌握使用科学的方法和工具。

3.计量管理可以提高企业质量保障能力

计量检测水平的高低在某种程度上反映了一个企业产品质量的水平。企业质量检验、标准化和计量队伍除了为企业提品、商品和服务质量保证外，还对企业的长远发展产生直接影响，对此我们要有足够的认识，进一步完善计量检测体系，达到计量手段的先进性、计量覆盖的全面性、计量管理的完善性、计量数据的准确性，使企业的计量检测水平有显著提高，适应企业发展的需要。

为了保证产品的质量，各生产企业对生产的全过程都实行严格的质量控制。从原辅料的进厂检验，各工序半成品的检验到最后的成品检验，都有相应的检验标准。早期的质量检验更多的是依靠检验人员的手工检验和简易的检测工具进行。同样的检验项目不同的检验人员常常会产生不同的检验结果。随着科技的发展，越来越多的先进计量检测仪器引入到质量检验中来，大量的检验项目都由仪器自动检测完成取代了人员的手工检验，质量检验对人的依赖大大减少。电子皮带秤对物料流量进行精准控制和物料重量的在线称量和记录；流量计对加料工序的材料精确控制和记录；红外测温仪器对物料温度的在线连续测量等，并且实时把测量的结果反馈给生产设备的自动控制系统进行在线自动控制。比如：在以前产品物理指标进行测量的综合测试台只是使用在产品出厂检验上，检验的结果只能是对产品的事后把关，而现在综合测试台可以灵活使用在很多车间的现场，检验的结果直接指导机台的生产，而且目前综合测试台已经向在线自动取样自动测量的趋势发展。这些计量检测仪器的使用确保了工艺参数的精确实现，使精细化自动加工得以实现，促进了产品质量的不断提升。

三、小 结

计量工作是一项古老而又新兴的事业，在某种意义上标志着一个国家现代化水平的高低。他随着社会的发展，越来越被人们所认知。企业要发展要进步就必须建立适合自身实际，符合科学规范并与世界接轨的计量管理体系。有效地配置各类计量器具，充分发挥计量数据指导企业科研、生产的重要作用，为企业经济效益的提高提供强有力的保障。

参考文献：

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[4]计量经济理论和方法.上海财经大学出版社，2006.

篇8

关键词：PCB；图像处理；视觉检测

中图分类号：TP277文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)07-1648-06

当今世界科技发展日新月异，电子产业的发展直接制约着国民经济的腾飞与否，而PCB电路板制作工艺的提高对促进电子产业的发展至关重要，能否有效精确地检测PCB电路板的缺陷一直都是电子行业的研究热点。国外的印刷电路板自动检测技术一直领先于国内，国内的很多厂家不得不采用昂贵的外国技术，虽然近年国内的印刷电路板自动检测技术发展迅速，但大都没有取得令人非常满意的结果。加入研究这一领域的热潮，赶超外国的先进技技水平，打断外国垄断技术，对于发展国民经济具有十分重要的意义。

1 PCB检测系统的硬件设计

1.1 PCB检测系统的硬件组成框图

虽然本文所做的工作主要是软件方面，但对于硬件系统的设计也是至关重要的，它对于建立有效的计算机视觉识别检测系统，起着决定性作用。因此，必须在综合考虑系统性价比和系统性能的基础上，设计出合理的硬件系统[9]。PCB检测系统的硬件组成框图如图1所示：图1 PCB检测系统硬件组成框图

1.2系统的硬件组成

系统的硬件组成[10]主要包括：计算机主机、CCD摄像机、图像采集卡、照明系统及相关的设备。

2 PCB电路板缺陷检测识别

PCB电路板在电子工业中的应用越来越广泛，如何降低电路板的故障率、提高电路板的质量直接影响到整个产业的发展。因此，对于PCB电路板缺陷的识别技术的发展至关重要。PCB电路板的缺陷很多[16]，主要有短路、断路、划痕、凸起、空洞、缺焊、过焊等等，由于实验室设备限制和个人水平所限，本文主要研究的内容是PCB电路板短路与断路的检测识别

近年来出现了很多图像检测算法,这些算法大致可分为三大类：有参考算法、无参考算法以及混合型算法。有参考算法分为两大类：图像对比法和模型对比法。无参考算法是一种不需要标准图像的检测算法，它是基于一定的设计规则来进行检测的。混合型方法是将有参考算法与无参考算法混合使用，从而发挥出各自的优点。比如，模板匹配法与数学形态学方法结合使用，或者连接表方法与数学形态学方法结合使用等。本文中短路与断路的检测识别采取了图像对比法，即将经过一定处理后的图像进行相减，从而分析相应的结果；而对焊点缺陷的识别主要采用模板匹配法与数学形态学方法结合使用。

2.1 PCB电路板缺陷检测识别的主要流程图

图2为子程序流程图；图3为主程序流程图。

2.2 PCB电路板短路与断路的检测识别

2.2.1边缘检测

在对图像进行基本的处理过后可以将图像与背景分割开来。边缘检测是图像处理和计算机视觉中的基本问题，边缘检测的目的是标识数字图像中亮度变化明显的点。图像属性中的显著变化通常反映了属性的重要事件和变化。

这些包括：深度上的不连续；表面方向不连续；物质属性变化；场景照明变化。边缘检测是图像处理和计算机视觉中，尤其是特征提取中的一个研究领域。

图像边缘检测大幅度地减少了数据量，并且剔除了可以认为不相关的信息，保留了图像重要的结构属性。有许多方法用于边缘检测，它们的绝大部分可以划分为两类[17]：基于查找一类和基于零穿越的一类。基于查找的方法通过寻找图像一阶导数中的最大和最小值来检测边界，通常是将边界定位在梯度最大的方向。基于零穿越的方法通过寻找图像二阶导数零穿越来寻找边界，通常是Laplacian过零点或者非线性差分表示的过零点。

1）Roberts算子

边缘，是指周围像素灰度有阶跃变化或屋顶等变化的那些像素的集合。图像的边缘对应着图像灰度的不连续性。显然图像的边缘很少是从一个灰度跳到另一个灰度这样的理想状况。真实图像的边缘通常都具有有限的宽度呈现出陡峭的斜坡状。边缘的锐利程度由图像灰度的梯度决定。梯度是一个向量，?f指出灰度变化的最快的方向和数量，如式2-1所示。

?f=(决定的。

因此最简单的边缘检测算子是用图像的垂直和水平差分来逼近梯度算子，式2-4所示。?f=(f(x,y)-f(x-1,y),f(x,y)-f(x,y-1))（式2-4）

因此当我们想寻找边缘的时候，最简单的方法是对每一个像素计算出（2，4）的向量,然后求出他的绝对值，然后进行阀值操作就可以了。利用这种思想就得到了Roberts算子，由式2-5所示。

R(i,j)=

（式2-5）

它是一个两个2×2模板作用的结果。

2）Sobel算子

该算法通过2个3*3的模板，对选定的二维图像中同样大小窗口进行卷积，通常是一个模板对一个边缘响应大，另一个模板对水平边缘响应大，两个卷积值对最大值作为该点对输出。对于图像上的任意点（i，j）进行卷积，可得其X方向上的差分由式2-6、式2-7所示。Δx=f(i-1,j+1)+2f(i,j+1)+f(i+1,j+1)-[f(i-1,j-1)+2f(i,j-1)+f(i+1,j-1)]（式2-6）Δy=f(i-1,j-1)+2f(i-1,j)+f(i-1,j+1)-[f(i+1,j+1)+2f(i+1,j)+f(i+1,j+1)]（式2-7）则输出图像公式如式2-8所示。

用sobel算子检测阶跃边缘得到的边缘宽度至少为两个宽度。3）Laplacian边缘检测算子

Laplacian算子定义由式2-9所示。

Δ2f(x,y)=

（式2-9）它的差分形式由式2-10所示。

Δ2f(x,y)={[f(x+1,y)-f(x,y)]-[f(x,y)-f(x-1,y)]}+{[f(x,y+1)-f(x,y)]-[f(x,y)-f(x,y-1)]}

=f(x+1,y)+f(x-1,y)+f(x,y-1)+f(x,y+1)+f(x,y+1)+4f(x+1,y)（式2-10）

Laplacian算子是一种各向同性算子，在只关心边缘的位置而不考虑其周围的灰度象素差值时时比较合适，Laplacian算子对孤立象素的响应要比对边缘或线的响应更要强烈，因此只适用于无噪声图像。

原图像与用三种边缘检测算子处理后的图像如下所示：图6 Sobel边缘检测图7 Laplacian边缘检测

从上面四幅图分析比较可得出结论：用Roberts边缘检测得出的图像较之其他方法更为清晰，噪点更少，图像更为连续，所以本文中采用Roberts算子来进行边缘检测。

2.2.2阈值分割

阈值分割法是一种基于区域的图像分割技术，其基本原理是：通过设定不同的特征阈值，把图像象素点分为若干类。常用的特征包括：直接来自原始图像的灰度或彩色特征；由原始灰度或彩色值变换得到的特征。设原始图像为f(x，y)，按照一定的准则f(x，y)中找到特征值T，将图像分割为两个部分，分割后的图像为：

若取：b0=0(黑)，b1=1(白)，即为我们通常所说的图像二值化。

在数字化的图像数据中，无用的背景数据和对象物的数据经常放在一起，同时，图像中还含有各种噪声，因此可以根据图像的统计性质，从概率的角度来选择合适的阈值。

1）最大方差阈值法

把待处理图像的直方图在某一阈值处分割为两组，当被分割成的两组间的方差最大时，便可以决定阈值了。

设灰度图像f（x，y）的灰度级为0-L，灰度级I的像素为Ni，则图中：

总象素数N=∑j=0 i=LNi（式2-11）灰度级i出现的概率Pi= 1-ω(K)（式2-16）则两组间的数学期望为ω0μ0ω1μ1=μ（式2-17）两组间的方差为ρ2(k)

ρ2(k)是K的函数，计算k取从0,1,2…L时ρ2(k)的值，当多的值为最大时，K即为阈值。

2）双峰法

根据图像的直方图具有背景和对象物的两个峰，分割两个区域的阈值由两个峰值之间的谷所对应的灰度值决定。设灰度图像f（x，y）的灰度级为0-L，灰度i的像素为Pi，分别计算

因为实际PCB电路板有着许多的划痕、污点等，使用最大方差阈值法时，会在处理后的图像上产生许多误点，而影响实际结果的分析，而双峰法能够顺利地滤除这些干扰，这个结论在分析对比以上图像时也可得出。所以本文选用了双峰法来进行阈值分割。

2.2.3粒子分析与图像对比

经过边缘检测和阈值分割的图像中会存在许多瑕点，这些点会影响到最后的图像识别与分析，有可能会增加多余的残留图像。本文中利用NI VISION ASSISTANT中的REMOVE SMALL OBJECTS功能进行去除，如图11和图12所示。图11原图像图12粒子分析

将标准PCB图片减去缺陷缺陷PCB图片，便可以得到缺陷板的断路部分的图像，再利用NI ASSISTANT中的PARTICLE ANALYSIS可以得到断路部分的具体分析，如图13示。

将缺陷PCB图片减去标准PCB图片，便可以得到缺陷板的短路部分的图像，与上述相同的方法，便可以得到短路部分的具体分析，如图14所示。

3结束语

利用LABVIEW来进行PCB电路板缺陷的识别与检测是一项非常好的课题，它在近些年已经得到了一定的发展，并将得到更大的进步。限于本人能力和时间，本文的研究还未涉及很深的领域，可以在以下方面加以改进：

1）本文中只利用到NI公司的LABVIEW和IMAQ VISION，更好的设计可以再利用其他语言如VISUAL BASIC,C++等编程语言加以辅助设计，相信可以取得更加令人满意的结果。

2）由于实验设备等其他因素，本文中只重点研究了PCB电路板短路与断路的检测识别，PCB电路板的其他缺陷还有待于进一步的分析研究、分类和总结，并设计出更好的检测方法，以真正满足PCB电路板检测的需求。

3）照明设备的限制在很大程度上影响到了图像的检测效果，为取得PCB缺陷检测的进一步进展，在照明设备的选择上必须重视，并且设计出更好的图像采集系统。

4）在识别与检测手段上，可以引入更新更好的方法，而不要局限于在传统的方法中分析比较，例如基于BP神经网络的识别检测，图像的模糊决策等将有待于进一步研究。

总之，基于LABVIEW的机器视觉检测系统已经取得了不错的进展，高速发展的PCB制造技术和计算机技术对于PCB缺陷的检测提出了更高的要求，同时也大大地促进了PCB缺陷检测技术的发展。利用机器视觉检测在未来的较长的一段时间内将占据检测行业的半壁江山，相信在未来会取得更大的发展。

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篇9

1.江西丰龙矿业有限责任公司；2.江西丰城矿务局建新矿洗煤厂江西丰城331139

摘要：简要分析了建新矿洗煤厂原用TBS 粗煤泥分选系统的局限性，介绍了对其升级改造，实现分选密度完全自动可调，全自动控制无须人工操作，提高经济效益的经验。

关键词 ：TBS；升级改造；粗煤泥回收

TBS（干扰床分选机）是用于粗煤泥高效分选和分级的设备，关系到介于浮选有效分选上限与重介旋流器有效分选下限之间这部分粗煤泥（0.3-1.0mm）的有效分选。综采原煤里的细粗煤泥含量的增加，使TBS 分选回收显得尤为重要。目前我国TBS 粗煤泥分选系统都不同程度地实现了工艺参数的自动检测和工艺过程的自动控制，在生产中发挥了较大作用，本论文针对TBS 分选系统存在的问题，介绍了对其升级改造的经验。

1 改造前TBS 粗煤泥分选系统存在的问题

虽然2007 年经过跳汰改重介的工艺改造，改善了对建新矿难选煤分选精煤的效果，但是精煤回收率比较低，2010 年TBS 粗煤泥分选机开始使用后，对精煤回收率的提高发挥了较大作用，然而其还存在以下几方面不足。

①无法对精煤灰分实现自动灵活可调，对入料量及煤质变化的适应性较差，完全依靠操作工的经验操作。

②补水孔、顶水孔容易堵塞，清理时必须全部排空。

③全钢材料结构耐磨性能差，设备使用寿命短。

2 升级改造

2014 年12 月建新矿洗煤厂对厂家提出了对TBS 粗煤泥分选系统进行升级改造意见，并于2015 年1 月完成了对系统的更换安装，升级改造后的TBS 具有以下优点。

淤床层分选密度完全自动可调，并自动稳定在设定的密度值。TBS 床层的分选密度是十分关键的指标，密度过高，会导致粗精煤泥灰分高，影响产品质量；密度过低，则粗精煤泥产率低，损失资源，因此必须控制床层分选密度，并能稳定在某一给定值，以保证产品质量和产率。改造升级后的TBS 分选机，采用了在线密度传感器、电液执行器，并通过PLC 全自动控制。在线密度传感器的密度计浸入TBS 分选机中下部液态床层中，对分选机内床层的密度在线监测，当床层密度达到或超过设定值时，控制系统即发出一个4-20mA的信号到电液执行机构，执行机构开始动作，并打开底流排料阀，直到床层密度降低至设定值，排料阀关小或关闭，通过PLC 全自动控制系统控制排料阀的开启度，使床层始终保持稳定的设定密度值。根据入料量和煤质的变化，分选密度可在1.20-1.80g/l 范围内灵活调节，增加了控制的适应性。

于采用新型锥形补水孔，有效防止了补水孔堵塞，保持生产的正常运行，减少资源损失。

盂分选机入料井、溢流堰采用了耐磨高铝陶瓷处理，耐磨性强。

3 经济效益

根据表1 的数据可知，当入料中0.25-0.3mm 含量在70%左右，顶水压力在65kPa 时，粗精煤灰分为11.0%左右，产率为71.7%，底流尾矿灰分为36.1%，产率为28.3%。符合生产技术指标要求。

根据表2 的数据可知，改造升级后的TBS 粗煤泥分选系统，提高了产品质量的稳定性，粗精煤泥产率提高了1.5%，按年入洗原煤70 万吨计算，多产精煤700000伊1.5%=10500 吨，按精煤价格610 元/吨和末煤价格120 元/吨计算，增加经济效益：10500伊（610-120）元=514.5 万元（税后）。

4 结论

TBS 粗煤泥分选系统改造方案合理，实现了全自动化控制，提高了精煤回收率，稳定了产品质量，减少了操作工的劳动强度及人为操作影响，延长了设备使用寿命，维护量极少，真正实现标准化、自动化、模块化、简单实效化，有效提高了洗煤厂自动化管理水平，实现节能减排，提高经济效益。

篇10

【关键词】 SVM； 图像分类； 粉末冶金零件；多类分类器；

中国分类号：TP-92

0.引言

支持向量机（Support Vector Machine，SVM）是一种新的机器学习技术。该技术已经成为当前国际机器学习界的研究热点，有许多学者已将它引入到图像分类中来，并取得了较好的效果。粉末冶金（PM）也称为钢铁粉末。它和普通的机械零件的最大区别是用模具加工而成的，由于具有节能、省材、环保、经济、高效等诸多优点，所以被称为典型的近净型制造技术。随着我国粉末冶金零件制造技术的飞速发展，尤其是汽车工业的飞速发展，粉末冶金零件的品种越来越繁多，样式各异，因此对粉末冶金零件的自动检测分类也提出了更高的要求。但是由于传统SVM对于多类分类总是将其转化为多个两类分类问题，相应地需要构造多个两类子分类器，这样不但使得分类器结构复杂，而且分类速度很慢，无法满足生产线上实时分类的需求。本文正是针对粉末冶金零件的特点，研究适合该产品的多类分类器，提高产品分类的快速性和准确性。

1. SVM多类分类器

支持向量机最基本的理论是针对二分类问题。但是在实际应用中涉及的一般是多分类问题，就需要将原始的两类SVM转化为多类分类器。近年提出许多多类SVM分类算法，大多数方法的思路是：构建一系列SVM分类器，每个分类器用于识别其中两个类别，并将它们判别结果以某种方法组合起来实现多类分类[1].

常见的方法有一对一和一对多两种[2]。本文要实现3类不同粉末冶金零件的分类，因为类别不多，故采取一对一的方法。设训练集为T，待分类的零件共有3个类别，在其中找出3种类别的两两组和，共有 个，分别用这两个类别样本点组成两类问题训练集 ，然后用求解两类问题的SVM分别求得3个判别函数 。算法如下图所示：

2. SVM分类过程

本文在设计分类器的时候，所采用的软件就是LIBSVM 2.86[3]。LIBSVM属于SVM模式识别以及回归的一个软件包，它的特点是既简单、易于使用又快速有效。该软件不仅提供编译好的可在Windows 系列系统的执行文件，还提供了源代码，方便改进、修改以及在其它操作系统上应用。

目前，LibSVM已经成为国内应用最多的SVM的库，原因是它不但程序小，运用灵活，输入参数少，而且是开源的，易于扩展。

为了得到适合粉末冶金零件的分类器，本文在整个实验过程是按照以下流程进行的。如图2所示。

SVM分类器的输入是图像特征提取的输出文件，也就是图像的边缘方向直方图所包含的数据信息。本文选取3种零件各90幅样本图像进行训练，每幅图像对应一个40维的向量，用它作为分类器的输入。如图3所示：

图中第一列是训练样本的数量，第二列是零件类别的编号，每一行是任何一个训练零件图像的维数。

通过训练得到的SVM模型保存为文件*.model，用记事本打开其内容如图4所示：

下面对模型里面的内容作如下解释：

3.多类分类器的验证

为了更好的判断SVM模型效果，下面我们用以下8幅图片进行测试，如图5所示：

经过对以上8幅图进行测试，每幅图像分别用本文得到的SVM分类器进行分类测试，图像的相似度是由libsvm的置信度统计出来的，其结果如表1所示：

从表格中不难看出，a图和b图属于类型1，c图和d图属于类型2，e图和f图属于类型3，g图和h图看不出来属于哪一类。也就是说只要是粉末冶金零件图的话，它的分类概率就悬殊很大，直接可以分出属于哪一类了；但是如果是非零件图的话，它分类结果相差都不会太大，也就是说，很难分出属于哪一类。

4.结束语

通过测试可以看出明，本文得到的SVM多分类器的准确率是相当高的。经过试验验证，该分类器的识别率可以达到98%以上。所以，将此分类器用在生产线上对粉末冶金零件进行分类识别有一定的实用价值和相当深远的意义。

参考文献：

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作者简介：张小洁（1978--），女，副教授，主要研究领域智能化制造与检测。E-mail：，电话：15619569155。

陕西工业职业技术学院科研基金项目，项目编号：ZK16-05。