基于探地雷达的仓储棉包数量探测技术研究
发布时间：2021-10-07 03:06
我国棉花储量巨大,棉花的产销、储存与广大人民的生活息息相关,同时,棉花是仅次于粮食的第二大农作物,对国民经济的发展有着重要的作用。由于棉花价格高,棉包偷盗事件在仓储过程中时有发生。近些年,在棉花储备过程中已发生多起从棉垛中抽走部分棉包或以次充好的恶劣事件,给储备棉的数量安全带来了压力。为此中国储备棉管理总公司每年要在全国的储棉仓库进行两次覆盖式检查,以确保仓储棉包的数量安全。由于储棉仓库的数量多且分布范围广,人工核查速度慢并且要耗费大量人力。因此,研制出一套行之有效的仓储棉包丢失数量快速无损检测方法和信息化技术,对确保国家储备棉数量的快速准确核查具有深远意义。基于以上问题,本文进行了基于探地雷达的仓储棉包数量探测技术研究,所做的主要研究工作包括:首先,本文对仓储棉包数量核查现状及当前无损检测领域使用的方法进行了深入了解,在综合分析棉垛结构及其特征的基础上,分析说明了采用探地雷达进行棉垛检测的技术优势,并对棉垛雷达探测数据的处理方面所要解决的主要问题进行了分析阐述。其次,介绍了采用探地雷达进行棉垛探测的工作原理,描述了探地雷达回波数据的形式;在了解一般仓储棉垛结构的基础上,讨论了棉垛内部...
【文章来源】：河南工业大学河南省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
013年收储棉包根据2017年国家发改委出台的《关于棉花目标价格改革的通知》[4,5]，2017-2019年，新疆棉花目标价格保持在18600元/吨，当前我国仓储棉花总价值约380亿元
3强储棉仓库的监管工作，提升棉库的监管水平势在必行。图1-2以3层9包基本单元堆放的棉垛储备棉是棉花市场稳定的重要物质基础，棉花储藏单位有义务确保储备棉花的储存安全和数量准确[7,8]。对于偷盗棉包造成的棉垛空洞，检查人员可以使用升降机登顶观察发现，然而，垛顶人工观察法却不能及时发现棉垛填充异常，只有使用夹包机将棉垛拆卸才能发现，如果棉垛内部棉包丢失产生的空洞被架空之后再进行填充掩盖，登顶人员的安全将很难得到保证。由于中储棉在全国各棉花产销区共有16个直属储棉单位，160余个代理储棉单位[9]，每一个储棉单位都有多间储棉仓库，每间仓库根据大小不同可以存放10-20个棉垛不等，若进行大规模的仓储棉包数量安全检测，则需要组织大量棉库管理人员，投入大批夹包机、堆垛机和升降机，不但耗费了极大的人力、物力和财力，而且在检测过程中还存在人员安全隐患，检查人员要做好安全防护措施，控制安全风险。如图1-3所示为储备棉仓库内使用的机械设备。如果不能及时发现棉垛中空（棉垛内部存在空洞）异常或者棉垛异物填充异常，储备棉在轮出投向市场时，会产生订单不能如数交付等严重问题，这将对国家造成巨大经济损失，中储棉公司市场声誉也将受到严重的影响。其次，随着时间的推移，棉库偷盗现场将会被不断的破坏，国家也很难再去追查丢失的棉包来挽回经济损失。因此，研制出一套行之有效的仓储棉包数量无损检测方法和技术，为确保国家储备棉数量安全准确提供快速的核查方法就显得尤为必要。
4图1-3棉库内机械设备1.2国内外相关研究现状目前，国内外对棉花进行研究的信息化技术比较少，主要是针对棉垛内部温湿度监测开展的一系列研究，这些都是针对储备棉的仓储环境安全而展开的研究。然而，对于仓储棉包数量的探测技术，国内外均未见相关研究报道。当今，国内外针对介质内部快速无损探测的研究主要有以下几种较为成熟的技术：（1）射线检测法：射线技术的成像质量高，但由于它对人体有副作用，甚至会对人体产生一定的伤害，对环境也有辐射污染，且显影定影液回收困难，直接排放还会造成更加严重的环境污染。检测成本和付出代价过高，不宜使用射线检测法进行大规模仓储棉包数量检测。（2）超声检测法[10,11]：其穿透能力较强，设备轻便，操作安全，但该方法要求被检查介质表面具有一定的光洁度，以保证充分的声耦合。如图1-2所示的仓储棉垛，由于棉包是麻制品，表面非常粗超，棉包的堆放也参差不齐，使用超声设备进行检测不能保证充分的声耦合，因此，也不宜使用超声检测法检测棉垛异常。（3）涡流检测法：涡流检测是建立在电磁感应原理基础之上的一种无损检测方法，它适用于导电材料，显然不能用于仓储棉包的数量检测。（4）机械波法：利用机械波进行紧凑型介质内部结构检测的技术已广泛使用。如图1-2所示的仓储棉垛，棉包的堆码采用一横两竖的“丌”字型按照3层9包基本单元进行码放，棉垛中存在较多的缝隙，所以棉垛不是紧凑型介质。棉包间空隙将极快的耗散机械能，使机械波在传播过程中会出现迅速衰减，因此不适合使用该方法来探测棉垛。（5）传感器法：使用传感器测重需要在介质底部布置压力传感器，从而测量介质重量，棉垛占地面积大，堆放高，基本不能实现压力传感器的布置，且仓储棉包需要防潮，棉垛底部需要用若干条状?
【参考文献】：
期刊论文
[1]箱梁预应力管道内空洞探地雷达有限元正演模拟[J]. 舒志乐,赵柳,黄柳婷,吴林龙,李亨. 科学技术与工程. 2020(07)
[2]基于正向建模的目标超宽带电磁脉冲雷达回波仿真[J]. 李新,何思远,张云华,朱国强,刘进. 电波科学学报. 2020(01)
[3]探地雷达钢筋正演模拟及偏移成像研究[J]. 邓方进. 隧道建设(中英文). 2019(S1)
[4]逆时偏移在探地雷达数据处理中的应用[J]. 龚俊波,王洪华,王敏玲,罗泽明. 物探与化探. 2019(04)
[5]基于GPRMax2D的地下管线精细化探测方法[J]. 张军伟,刘秉峰,李雪,祝全兵,任跃勤. 物探与化探. 2019(02)
[6]基于探地雷达技术的隧道二衬缺陷探测研究[J]. 尹涛,王瑞燕,高鹏,丁丽华,曹光山. 地下空间与工程学报. 2018(S1)
[7]探地雷达波动方程数值模拟方法研究进展综述[J]. 王敏玲,王洪华. 地球物理学进展. 2018(05)
[8]探地雷达管道参数自动提取方法[J]. 徐东升,朱培民,吴锋涛. 地质科技情报. 2018(02)
[9]多神经网络在超声图像感兴趣区域检测中的应用[J]. 吴浩,陈涛. 激光杂志. 2017(08)
[10]FDTD数值模拟在GPR管线探测中的应用[J]. 梁小强,杨道学,张可能,吴奇. 地球物理学进展. 2017(04)
博士论文
[1]视觉显著性检测模型研究及应用[D]. 林名强.中国科学技术大学 2016
硕士论文
[1]基于探地雷达的路基检测技术研究[D]. 万静.河南工业大学 2019
[2]棉花价格制度变迁及对山东棉花产业的影响研究[D]. 李颖芳.山东农业大学 2018
[3]目标价格改革背景下新疆棉花产业链优化研究[D]. 李向天.安徽财经大学 2017
[4]基于探地雷达的树木根系图像处理与根直径估计[D]. 贾佳.东北林业大学 2017
[5]探地雷达地下浅层砂体和管道探测技术研究[D]. 尤志鑫.吉林大学 2016
[6]基于GprMax的道路空洞探地雷达图像正演模拟[D]. 尹光辉.长安大学 2015
[7]基于决策支持的棉库管理系统研究[D]. 马文惠.华北电力大学 2011
[8]彩色图像感兴趣区域自动提取技术研究[D]. 潘桂芳.大连理工大学 2005
本文编号：3421242
【文章来源】：河南工业大学河南省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
013年收储棉包根据2017年国家发改委出台的《关于棉花目标价格改革的通知》[4,5]，2017-2019年，新疆棉花目标价格保持在18600元/吨，当前我国仓储棉花总价值约380亿元
3强储棉仓库的监管工作，提升棉库的监管水平势在必行。图1-2以3层9包基本单元堆放的棉垛储备棉是棉花市场稳定的重要物质基础，棉花储藏单位有义务确保储备棉花的储存安全和数量准确[7,8]。对于偷盗棉包造成的棉垛空洞，检查人员可以使用升降机登顶观察发现，然而，垛顶人工观察法却不能及时发现棉垛填充异常，只有使用夹包机将棉垛拆卸才能发现，如果棉垛内部棉包丢失产生的空洞被架空之后再进行填充掩盖，登顶人员的安全将很难得到保证。由于中储棉在全国各棉花产销区共有16个直属储棉单位，160余个代理储棉单位[9]，每一个储棉单位都有多间储棉仓库，每间仓库根据大小不同可以存放10-20个棉垛不等，若进行大规模的仓储棉包数量安全检测，则需要组织大量棉库管理人员，投入大批夹包机、堆垛机和升降机，不但耗费了极大的人力、物力和财力，而且在检测过程中还存在人员安全隐患，检查人员要做好安全防护措施，控制安全风险。如图1-3所示为储备棉仓库内使用的机械设备。如果不能及时发现棉垛中空（棉垛内部存在空洞）异常或者棉垛异物填充异常，储备棉在轮出投向市场时，会产生订单不能如数交付等严重问题，这将对国家造成巨大经济损失，中储棉公司市场声誉也将受到严重的影响。其次，随着时间的推移，棉库偷盗现场将会被不断的破坏，国家也很难再去追查丢失的棉包来挽回经济损失。因此，研制出一套行之有效的仓储棉包数量无损检测方法和技术，为确保国家储备棉数量安全准确提供快速的核查方法就显得尤为必要。
4图1-3棉库内机械设备1.2国内外相关研究现状目前，国内外对棉花进行研究的信息化技术比较少，主要是针对棉垛内部温湿度监测开展的一系列研究，这些都是针对储备棉的仓储环境安全而展开的研究。然而，对于仓储棉包数量的探测技术，国内外均未见相关研究报道。当今，国内外针对介质内部快速无损探测的研究主要有以下几种较为成熟的技术：（1）射线检测法：射线技术的成像质量高，但由于它对人体有副作用，甚至会对人体产生一定的伤害，对环境也有辐射污染，且显影定影液回收困难，直接排放还会造成更加严重的环境污染。检测成本和付出代价过高，不宜使用射线检测法进行大规模仓储棉包数量检测。（2）超声检测法[10,11]：其穿透能力较强，设备轻便，操作安全，但该方法要求被检查介质表面具有一定的光洁度，以保证充分的声耦合。如图1-2所示的仓储棉垛，由于棉包是麻制品，表面非常粗超，棉包的堆放也参差不齐，使用超声设备进行检测不能保证充分的声耦合，因此，也不宜使用超声检测法检测棉垛异常。（3）涡流检测法：涡流检测是建立在电磁感应原理基础之上的一种无损检测方法，它适用于导电材料，显然不能用于仓储棉包的数量检测。（4）机械波法：利用机械波进行紧凑型介质内部结构检测的技术已广泛使用。如图1-2所示的仓储棉垛，棉包的堆码采用一横两竖的“丌”字型按照3层9包基本单元进行码放，棉垛中存在较多的缝隙，所以棉垛不是紧凑型介质。棉包间空隙将极快的耗散机械能，使机械波在传播过程中会出现迅速衰减，因此不适合使用该方法来探测棉垛。（5）传感器法：使用传感器测重需要在介质底部布置压力传感器，从而测量介质重量，棉垛占地面积大，堆放高，基本不能实现压力传感器的布置，且仓储棉包需要防潮，棉垛底部需要用若干条状?
【参考文献】：
期刊论文
[1]箱梁预应力管道内空洞探地雷达有限元正演模拟[J]. 舒志乐,赵柳,黄柳婷,吴林龙,李亨. 科学技术与工程. 2020(07)
[2]基于正向建模的目标超宽带电磁脉冲雷达回波仿真[J]. 李新,何思远,张云华,朱国强,刘进. 电波科学学报. 2020(01)
[3]探地雷达钢筋正演模拟及偏移成像研究[J]. 邓方进. 隧道建设(中英文). 2019(S1)
[4]逆时偏移在探地雷达数据处理中的应用[J]. 龚俊波,王洪华,王敏玲,罗泽明. 物探与化探. 2019(04)
[5]基于GPRMax2D的地下管线精细化探测方法[J]. 张军伟,刘秉峰,李雪,祝全兵,任跃勤. 物探与化探. 2019(02)
[6]基于探地雷达技术的隧道二衬缺陷探测研究[J]. 尹涛,王瑞燕,高鹏,丁丽华,曹光山. 地下空间与工程学报. 2018(S1)
[7]探地雷达波动方程数值模拟方法研究进展综述[J]. 王敏玲,王洪华. 地球物理学进展. 2018(05)
[8]探地雷达管道参数自动提取方法[J]. 徐东升,朱培民,吴锋涛. 地质科技情报. 2018(02)
[9]多神经网络在超声图像感兴趣区域检测中的应用[J]. 吴浩,陈涛. 激光杂志. 2017(08)
[10]FDTD数值模拟在GPR管线探测中的应用[J]. 梁小强,杨道学,张可能,吴奇. 地球物理学进展. 2017(04)
博士论文
[1]视觉显著性检测模型研究及应用[D]. 林名强.中国科学技术大学 2016
硕士论文
[1]基于探地雷达的路基检测技术研究[D]. 万静.河南工业大学 2019
[2]棉花价格制度变迁及对山东棉花产业的影响研究[D]. 李颖芳.山东农业大学 2018
[3]目标价格改革背景下新疆棉花产业链优化研究[D]. 李向天.安徽财经大学 2017
[4]基于探地雷达的树木根系图像处理与根直径估计[D]. 贾佳.东北林业大学 2017
[5]探地雷达地下浅层砂体和管道探测技术研究[D]. 尤志鑫.吉林大学 2016
[6]基于GprMax的道路空洞探地雷达图像正演模拟[D]. 尹光辉.长安大学 2015
[7]基于决策支持的棉库管理系统研究[D]. 马文惠.华北电力大学 2011
[8]彩色图像感兴趣区域自动提取技术研究[D]. 潘桂芳.大连理工大学 2005
本文编号：3421242
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