基于多传感器融合的AOD炉喷溅计量方法及预报技术研究

发布时间：2017-05-02 08:06

  本文关键词：基于多传感器融合的AOD炉喷溅计量方法及预报技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在钢铁冶炼过程中,喷溅现象时有发生,其发生所造成的危害直接影响冶炼质量和系统运行的可靠性和稳定性。喷溅现象的产生还会造成炉体寿命的缩短,外喷严重时更危及人的生命和财产安全。因此,研究喷溅的预报、计量和检测方法尤为重要。现如今没有一款能有效实时监测冶炼过程中喷溅发生的仪器,因此本文以氩氧精炼铁合金冶炼喷溅作为研究对象,针对实际运行的系统,构建了一个具有通用性的可扩展的监控系统,提出基于喷溅强度检测技术的外喷预报方法,研发由内喷发展到外喷的喷溅强度临界阈值判定技术,实现外喷的提前预报,为降低外喷发生率提供一种理想器具。 本文将声音、振动、火焰图像作为研究对象,通过分析声音、振动、火焰图像信息,建立了一个基于LabVIEW的监测仿真系统,能够在线监测且能表征喷溅发生。针对音频信号、振动信号及研华数据采集卡利用labVIEW图形界面编写出可存储读写数据的采集程序,完成喷溅特征信号检测系统的硬件搭建。通过小波技术对喷溅时炉内音频信号和振动信号进行提取及滤波,得出有效的喷溅频率段波形及数据,然后利用多传感器信息融合技术,对炉内音频信号、振动信号进行融合处理,进而重构喷溅信号,形成基于多传感器信息融合的喷溅计量及检测技术；根据融合功能的层次性和信息的流通方式及传输形式,把信息融合过程分为五级,即检测、位置和目标识别融合及态势和威胁估计。将火焰图像信号作为表征喷溅的特征信号,利用小波技术对火焰图像融合处理,不同时期的融合图像作喷溅的硬判断。 根据仿真实验分析验证了AOD炉喷溅检测系统的可行性,通过多传感器信息融合技术,实现喷溅能量等级信号的重构,完成喷溅能量等级计量及检测技术研究。通过振动、音频信号强度融合后信号能量强度曲线分析,把喷溅强度分为5个等级。分别为0-20阶段作为反干阶段,20-40强度阶段作为正常冶炼阶段,40-60阶段作为小喷阶段,60-80为中喷阶段,而80左右为大喷预防阶段以避免人身财产伤害,针对由内喷发展到外喷的喷溅能量临界菩值进行判定。完成了基于喷溅能量等级计量及检测方法的外喷预报技术研究。通过多传感器信息融合技术达到喷溅能量检测误差更低；预报外喷的成功率外喷的喷溅能量临界阈值判定准确率更高;从而更好地为喷溅抑制提供可靠保证。
【关键词】：AOD炉 喷溅 小波 多传感器融合 LabVIEW
【学位授予单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TF345
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-6
• 第一章 绪论6-12
• 1.1 课题研究来源及意义6-7
• 1.1.1 课题来源6
• 1.1.2 课题意义6-7
• 1.2 氩氧精炼喷溅成因分析7-8
• 1.3 抑制喷溅系统的国内外发展现状及趋势8-10
• 1.4 论文主要内容10-12
• 第二章 AOD炉检测系统总体设计研究12-22
• 2.1 检测系统设计12-14
• 2.1.1 方案提出12
• 2.1.2 硬件设计思想12-13
• 2.1.3 检测系统设计13-14
• 2.2 检测原理14-15
• 2.3 检测系统的构成和基本原理及硬件选型15-21
• 2.3.1 音频信号15-16
• 2.3.2 振动信号检测系统16-18
• 2.3.3 火焰图像采集系统18-19
• 2.3.4 信号调理模块19-20
• 2.3.5 研华数据采集卡(PCI-1716)20-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第三章 多传感器信息融合技术及小波理论研究22-31
• 3.1 多传感器信息融合技术22-25
• 3.1.1 多传感器信息融合技术的基本原理及优势22-24
• 3.1.2 多传感器融合模型结构24-25
• 3.2 小波包分析及应用25-30
• 3.2.1 小波包分析理论基础25-28
• 3.2.2 小波分解重构28-29
• 3.2.3 小波去噪的基本原理29-30
• 3.3 本章小结30-31
• 第四章 信号的检测与处理31-40
• 4.1 喷溅特征信息获取31-32
• 4.1.1 冶炼振动信号获取31
• 4.1.2 冶炼音频信号获取31-32
• 4.1.3 冶炼火焰图像获取32
• 4.2 采集信号分析及小波包处理32-39
• 4.2.1 音频强度曲线分析32-35
• 4.2.2 振动信号曲线分析35-37
• 4.2.3 火焰图像分析37-39
• 4.3 本章小结39-40
• 第五章 多传感器信息融合处理及软件实现40-56
• 5.1 软件设计主要功能40-41
• 5.1.1 功能模块划分40-41
• 5.1.2 该系统实用性分析41
• 5.2 基于LABVIEW的仿真系统工作界面设计41-42
• 5.3 系统软件平台42-44
• 5.4 采集信息融合处理44-46
• 5.4.1 方案提出44-45
• 5.4.2 系统构成45-46
• 5.5 加权数据融合算法46-53
• 5.5.1 加权数据融合的估计模型47
• 5.5.2 加权融合原理47-50
• 5.5.3 冶炼特征数据抽样50-51
• 5.5.4 仿真实验及结果分析51-53
• 5.6 小波图像融合处理火焰图像信息53-55
• 5.7 本章小结55-56
• 第六章 总结与展望56-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-63
• 作者简介63
• 攻读硕士学位期间的研究成果63-64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 严怀成,黄心汉,王敏;多传感器数据融合技术及其应用[J];传感器技术;2005年10期

2 邓蕴昊;张纳温;;一种改进的加权融合算法[J];弹箭与制导学报;2008年06期

3 刘金华;佘X;;一种采用小波滤波的独立分量分析算法[J];电子测量与仪器学报;2010年01期

4 李明月;曹玺;姜艳华;;AOD炉溅渣护炉喷枪枪位自动控制专家系统[J];仪器仪表用户;2008年06期

5 杨忠仁,饶程,邹建,彭珍莲;基于LabVIEW数据采集系统[J];重庆大学学报(自然科学版);2004年02期

6 胡志刚,刘浏,何平,谭明祥;150t转炉利用炉气分析进行喷溅预报及控制[J];钢铁;2004年02期

7 祝义;田斌;王振;;音频化渣技术在莱钢120T转炉上的应用[J];硅谷;2011年10期

8 李战明;陈若珠;张保梅;;同类多传感器自适应加权估计的数据级融合算法研究[J];兰州理工大学学报;2006年04期

9 张振;李香飞;甘淑敏;皮世威;张从鹏;;基于LabVIEW的声音信号采集分析系统开发[J];北方工业大学学报;2012年03期

10 叶健松;郑卫民;金进文;黄志勇;颜根发;徐广治;蔡文藻;夏晶晶;沙宣保;;转炉前期炉渣喷溅的原因及对策[J];安徽工业大学学报(自然科学版);2009年03期

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 段然;氩氧精炼铁合金终点时刻参数预测及优化[D];长春工业大学;2011年

2 张文彬;基于声音和图像的刀具磨损状态监测技术的研究[D];浙江工业大学;2003年

3 王剑;基于LabVIEW的数据采集及分析系统的开发[D];哈尔滨理工大学;2004年

4 丁翔;基于虚拟仪器的手机扬声器测试系统的设计与实现[D];苏州大学;2006年

5 阎晓伟;基于LabVIEW的虚拟仪器及其在轴承测振仪中的应用[D];太原理工大学;2008年

6 郑维彪;利用声卡进行振动信号采集和分析研究[D];南京航空航天大学;2008年

7 孙凤梅;多传感器图像彩色融合方法研究[D];湖南大学;2009年

8 陈星东;小波图像融合研究[D];新疆师范大学;2012年

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本文编号：340563