等离子体弧图像采集及温度场研究

《等离子体弧图像采集及温度场研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《等离子体弧图像采集及温度场研究（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、机械设计及理论专业优秀论文机械设计及理论专业优秀论文 等离子体弧图像采集及温度场研究等离子体弧图像采集及温度场研究关键词：等离子体弧关键词：等离子体弧 标准温度法标准温度法 图像处理图像处理 光谱诊断光谱诊断 温度场分布温度场分布 柔性成形柔性成形摘要：等离子体弧柔性成形(FFUPA)作为一种新的无模具加工工艺方法，在大型 板件多品种小批量成形生产中具有十分广阔的应用前景。弧柱的品质对等离子 体弧柔性成形的质量和效率起着重要的作用，因此，对等离子体弧热力学参数 的诊断就显得尤为重要。 本文使用光谱测温法对等离子体弧热力学参数进行 诊断。设计和构建了等离子体弧图像采集的诊断装置。装置由等离子体弧

2、发生 系统、光学系统、控制和显示系统三部分组成。对采集到的不同工作参数下等 离子体弧数字图像，进行了对比分析。 借助 MATLAB 软件对获得的等离子体 弧数字图像进行了去除背景噪声、滤波处理、形态特征增强等预处理，对任取 图像中具有代表性的某一行数据进行平滑和修正处理。提出了使用直线交点法 确定弧柱边缘的方法，并以弧柱两边缘的中心对应的直线作为对称轴。使用拟 合精度较高的最小二乘拟合法求解 Abel 逆变换，计算了等离子体弧空间发射系 数与弧柱半径的关系。 在等离子体弧处于局部热力学平衡(LTE)、光学薄、 柱对称和非均匀的假设条件下，通过 Abel 逆变换将水平方向辐射强度信息转换 为径向

3、发射系数信息，用沙哈(SaM)方程计算了等离子体弧的原子数密度、配分 函数，得出弧柱空间发射系数与温度的关系。利用标准温度法计算等离子体弧 径向温度场的分布，进而获得弧柱轴向截面的温度场分布。 结果表明，本文 设计和构建的数字图像采集系统能够获得清晰的等离子体弧图像，设备简洁、 可靠，并有较好的可操作性；通过数字图像处理技术，改善了图像质量，提高 了对比度，实现了图像灰度值的提取，获得了良好的视觉效果和检测效果：根 据标准温度法，计算了等离子体弧图像第 150 行的径向温度场分布，继而非等 距地选取的涵盖弧柱的 17 组数据进行计算，并最终获得了弧柱轴向截面温度场 分布。 本文对实验获得等离子

4、体弧二维和三维温度场分布有着一定的指导意 义，对等离子体弧柔性成形参数的控制提供了理论依据，同时也为进一步求解 等离子体弧实际热源模型奠定了良好的基础。正文内容正文内容等离子体弧柔性成形(FFUPA)作为一种新的无模具加工工艺方法，在大型板 件多品种小批量成形生产中具有十分广阔的应用前景。弧柱的品质对等离子体 弧柔性成形的质量和效率起着重要的作用，因此，对等离子体弧热力学参数的 诊断就显得尤为重要。 本文使用光谱测温法对等离子体弧热力学参数进行诊 断。设计和构建了等离子体弧图像采集的诊断装置。装置由等离子体弧发生系 统、光学系统、控制和显示系统三部分组成。对采集到的不同工作参数下等离 子体弧数

5、字图像，进行了对比分析。 借助 MATLAB 软件对获得的等离子体弧 数字图像进行了去除背景噪声、滤波处理、形态特征增强等预处理，对任取图 像中具有代表性的某一行数据进行平滑和修正处理。提出了使用直线交点法确 定弧柱边缘的方法，并以弧柱两边缘的中心对应的直线作为对称轴。使用拟合 精度较高的最小二乘拟合法求解 Abel 逆变换，计算了等离子体弧空间发射系数 与弧柱半径的关系。 在等离子体弧处于局部热力学平衡(LTE)、光学薄、柱 对称和非均匀的假设条件下，通过 Abel 逆变换将水平方向辐射强度信息转换为 径向发射系数信息，用沙哈(SaM)方程计算了等离子体弧的原子数密度、配分函 数，得出弧柱空

6、间发射系数与温度的关系。利用标准温度法计算等离子体弧径 向温度场的分布，进而获得弧柱轴向截面的温度场分布。 结果表明，本文设 计和构建的数字图像采集系统能够获得清晰的等离子体弧图像，设备简洁、可 靠，并有较好的可操作性；通过数字图像处理技术，改善了图像质量，提高了 对比度，实现了图像灰度值的提取，获得了良好的视觉效果和检测效果：根据 标准温度法，计算了等离子体弧图像第 150 行的径向温度场分布，继而非等距 地选取的涵盖弧柱的 17 组数据进行计算，并最终获得了弧柱轴向截面温度场分 布。 本文对实验获得等离子体弧二维和三维温度场分布有着一定的指导意义， 对等离子体弧柔性成形参数的控制提供了理论

7、依据，同时也为进一步求解等离 子体弧实际热源模型奠定了良好的基础。 等离子体弧柔性成形(FFUPA)作为一种新的无模具加工工艺方法，在大型板件多 品种小批量成形生产中具有十分广阔的应用前景。弧柱的品质对等离子体弧柔 性成形的质量和效率起着重要的作用，因此，对等离子体弧热力学参数的诊断 就显得尤为重要。 本文使用光谱测温法对等离子体弧热力学参数进行诊断。 设计和构建了等离子体弧图像采集的诊断装置。装置由等离子体弧发生系统、 光学系统、控制和显示系统三部分组成。对采集到的不同工作参数下等离子体 弧数字图像，进行了对比分析。 借助 MATLAB 软件对获得的等离子体弧数字 图像进行了去除背景噪声、滤

8、波处理、形态特征增强等预处理，对任取图像中 具有代表性的某一行数据进行平滑和修正处理。提出了使用直线交点法确定弧 柱边缘的方法，并以弧柱两边缘的中心对应的直线作为对称轴。使用拟合精度 较高的最小二乘拟合法求解 Abel 逆变换，计算了等离子体弧空间发射系数与弧 柱半径的关系。 在等离子体弧处于局部热力学平衡(LTE)、光学薄、柱对称 和非均匀的假设条件下，通过 Abel 逆变换将水平方向辐射强度信息转换为径向 发射系数信息，用沙哈(SaM)方程计算了等离子体弧的原子数密度、配分函数， 得出弧柱空间发射系数与温度的关系。利用标准温度法计算等离子体弧径向温 度场的分布，进而获得弧柱轴向截面的温度场

9、分布。 结果表明，本文设计和 构建的数字图像采集系统能够获得清晰的等离子体弧图像，设备简洁、可靠， 并有较好的可操作性；通过数字图像处理技术，改善了图像质量，提高了对比度，实现了图像灰度值的提取，获得了良好的视觉效果和检测效果：根据标准 温度法，计算了等离子体弧图像第 150 行的径向温度场分布，继而非等距地选 取的涵盖弧柱的 17 组数据进行计算，并最终获得了弧柱轴向截面温度场分布。 本文对实验获得等离子体弧二维和三维温度场分布有着一定的指导意义，对等 离子体弧柔性成形参数的控制提供了理论依据，同时也为进一步求解等离子体 弧实际热源模型奠定了良好的基础。 等离子体弧柔性成形(FFUPA)作为

10、一种新的无模具加工工艺方法，在大型板件多 品种小批量成形生产中具有十分广阔的应用前景。弧柱的品质对等离子体弧柔 性成形的质量和效率起着重要的作用，因此，对等离子体弧热力学参数的诊断 就显得尤为重要。 本文使用光谱测温法对等离子体弧热力学参数进行诊断。 设计和构建了等离子体弧图像采集的诊断装置。装置由等离子体弧发生系统、 光学系统、控制和显示系统三部分组成。对采集到的不同工作参数下等离子体 弧数字图像，进行了对比分析。 借助 MATLAB 软件对获得的等离子体弧数字 图像进行了去除背景噪声、滤波处理、形态特征增强等预处理，对任取图像中 具有代表性的某一行数据进行平滑和修正处理。提出了使用直线交点

11、法确定弧 柱边缘的方法，并以弧柱两边缘的中心对应的直线作为对称轴。使用拟合精度 较高的最小二乘拟合法求解 Abel 逆变换，计算了等离子体弧空间发射系数与弧 柱半径的关系。 在等离子体弧处于局部热力学平衡(LTE)、光学薄、柱对称 和非均匀的假设条件下，通过 Abel 逆变换将水平方向辐射强度信息转换为径向 发射系数信息，用沙哈(SaM)方程计算了等离子体弧的原子数密度、配分函数， 得出弧柱空间发射系数与温度的关系。利用标准温度法计算等离子体弧径向温 度场的分布，进而获得弧柱轴向截面的温度场分布。 结果表明，本文设计和 构建的数字图像采集系统能够获得清晰的等离子体弧图像，设备简洁、可靠， 并有

12、较好的可操作性；通过数字图像处理技术，改善了图像质量，提高了对比 度，实现了图像灰度值的提取，获得了良好的视觉效果和检测效果：根据标准 温度法，计算了等离子体弧图像第 150 行的径向温度场分布，继而非等距地选 取的涵盖弧柱的 17 组数据进行计算，并最终获得了弧柱轴向截面温度场分布。 本文对实验获得等离子体弧二维和三维温度场分布有着一定的指导意义，对等 离子体弧柔性成形参数的控制提供了理论依据，同时也为进一步求解等离子体 弧实际热源模型奠定了良好的基础。 等离子体弧柔性成形(FFUPA)作为一种新的无模具加工工艺方法，在大型板件多 品种小批量成形生产中具有十分广阔的应用前景。弧柱的品质对等离

13、子体弧柔 性成形的质量和效率起着重要的作用，因此，对等离子体弧热力学参数的诊断 就显得尤为重要。 本文使用光谱测温法对等离子体弧热力学参数进行诊断。 设计和构建了等离子体弧图像采集的诊断装置。装置由等离子体弧发生系统、 光学系统、控制和显示系统三部分组成。对采集到的不同工作参数下等离子体 弧数字图像，进行了对比分析。 借助 MATLAB 软件对获得的等离子体弧数字 图像进行了去除背景噪声、滤波处理、形态特征增强等预处理，对任取图像中 具有代表性的某一行数据进行平滑和修正处理。提出了使用直线交点法确定弧 柱边缘的方法，并以弧柱两边缘的中心对应的直线作为对称轴。使用拟合精度 较高的最小二乘拟合法求

14、解 Abel 逆变换，计算了等离子体弧空间发射系数与弧 柱半径的关系。 在等离子体弧处于局部热力学平衡(LTE)、光学薄、柱对称 和非均匀的假设条件下，通过 Abel 逆变换将水平方向辐射强度信息转换为径向 发射系数信息，用沙哈(SaM)方程计算了等离子体弧的原子数密度、配分函数，得出弧柱空间发射系数与温度的关系。利用标准温度法计算等离子体弧径向温 度场的分布，进而获得弧柱轴向截面的温度场分布。 结果表明，本文设计和 构建的数字图像采集系统能够获得清晰的等离子体弧图像，设备简洁、可靠， 并有较好的可操作性；通过数字图像处理技术，改善了图像质量，提高了对比 度，实现了图像灰度值的提取，获得了良好

15、的视觉效果和检测效果：根据标准 温度法，计算了等离子体弧图像第 150 行的径向温度场分布，继而非等距地选 取的涵盖弧柱的 17 组数据进行计算，并最终获得了弧柱轴向截面温度场分布。 本文对实验获得等离子体弧二维和三维温度场分布有着一定的指导意义，对等 离子体弧柔性成形参数的控制提供了理论依据，同时也为进一步求解等离子体 弧实际热源模型奠定了良好的基础。 等离子体弧柔性成形(FFUPA)作为一种新的无模具加工工艺方法，在大型板件多 品种小批量成形生产中具有十分广阔的应用前景。弧柱的品质对等离子体弧柔 性成形的质量和效率起着重要的作用，因此，对等离子体弧热力学参数的诊断 就显得尤为重要。 本文使

16、用光谱测温法对等离子体弧热力学参数进行诊断。 设计和构建了等离子体弧图像采集的诊断装置。装置由等离子体弧发生系统、 光学系统、控制和显示系统三部分组成。对采集到的不同工作参数下等离子体 弧数字图像，进行了对比分析。 借助 MATLAB 软件对获得的等离子体弧数字 图像进行了去除背景噪声、滤波处理、形态特征增强等预处理，对任取图像中 具有代表性的某一行数据进行平滑和修正处理。提出了使用直线交点法确定弧 柱边缘的方法，并以弧柱两边缘的中心对应的直线作为对称轴。使用拟合精度 较高的最小二乘拟合法求解 Abel 逆变换，计算了等离子体弧空间发射系数与弧 柱半径的关系。 在等离子体弧处于局部热力学平衡(LTE)、光学薄、柱对称 和非均匀的假设条件下，通过 Abel 逆变换将水平方向辐射强度信息转换为径向 发射系数信息，用沙哈(SaM)方程计算了等离子体弧的原子数密度、配分函数， 得出弧柱空间发射系数与温度的关系。利用标准温度法计算等离子体弧径向温 度场的分布，进而