【摘 要】
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我国溴素生产线多建于上世纪80年代,多数存在工艺流程不合理,控制系统落后,溴素提取率不高等问题。在溴含量实际检测过程中,先由技术人员在化验室内通过颜色变化判断滴定是否达到终点,然后依据相应的计算结果对生产现场的相关参数进行调节。但是人工检测时间间隔较长、不具备实时检测的条件,溴素生产过程调节存在严重的滞后性,导致了大量的原料浪费。此外,人工手动检测和肉眼读数存在较大的随机误差,会严重影响溴含量检测
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我国溴素生产线多建于上世纪80年代,多数存在工艺流程不合理,控制系统落后,溴素提取率不高等问题。在溴含量实际检测过程中,先由技术人员在化验室内通过颜色变化判断滴定是否达到终点,然后依据相应的计算结果对生产现场的相关参数进行调节。但是人工检测时间间隔较长、不具备实时检测的条件,溴素生产过程调节存在严重的滞后性,导致了大量的原料浪费。此外,人工手动检测和肉眼读数存在较大的随机误差,会严重影响溴含量检测结果的精度。基于以上问题,本文通过对氧化卤水中溴含量检测的需求进行分析,提出一套基于计算机视觉的溴素检测系统以优化当前的生产线上的溴含量检测。该系统分为反应区图像处理算法、视觉检测系统硬件及软件三个部分。检测系统硬件又分为图像采集系统和液体输送系统硬件两部分。其中,图像采集系统硬件负责反应区图像的采集,以及保证在采集过程中不受外界光照的干扰;液体输送系统硬件是以STM32F103芯片为核心的控制器和自动移液装置两部分,从硬件层面实现了视觉系统输送自动控制、无接触式自动移液、以及中间继电器自动启停等功能。视觉系统软件部分包括氧化卤水自动分析控制系统、自动分析设备的上位机、从机逻辑控制以及通讯程序设计四部分。上位机程序负责将反应区图像处理后的指令通过RS485电气接口传输给从机,同时在一个检测流程结束后将部分数据也通过RS485电气接口上传到自动分析控制系统;自动分析控制系统程序设计实现了信息配置和保存上位机上传的数据到项目文件夹,同时为了直观的监测数据的变化,数据监测界面以折线图的形式展现;从机逻辑控制程序设计主要实现了STM32控制器逻辑控制和注射泵逻辑控制;通讯程序设计从软件层面实现了自动分析控制系统和上位机之间,以及上位机和从机之间的信息交换,还从理论上分析了图像处理算法,该算法将反应区的目标区域提取出来,根据计算机视觉技术的颜色特征和氧化卤水的化学反应特性,将目标区域从RGB转化为HSV彩色空间,而后判断目标区域的色调H的阈值是否在特定的范围内,该阈值直接决定了从机将要执行的下一步操作。此外,本文还对溴含量检测系统的功能进行了测试以验证其可行性,在测试过程中,该系统的各功能模块均满足本课题需求。同时,搭建了视觉检测系统整体实验平台,通过对比系统与人工两种不同的方式所滴定的硫代硫酸钠溶液体积,得出两者间的相对误差的结果在合理误差范围之内。
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