太阳能集热管破裂安全的3D数字图像跟踪

发布时间：2020-06-05 09:47

【摘要】：目前在国内太阳能作为新型能源获得大规模使用其核心部件集热管却存在极易破裂安全问题,且至今尚未建立针对性的一般性监控技术方法。本文提出了利用以计算机视觉技术为基础新近发展起来一种图像测量方法—数字图像相关测量方法,实时跟踪集热管破裂的发生过程,以满足其安全监控的需要。研究工作的主要内容包括:数字图像相关测量方法和实验系统的建立,监测图像信号的处理与分析,以及太阳能集热管破裂安全的判定分析。为了便于全玻璃真空太阳能集热管的热变形特征提取的需要,制定了借助VIC-3D软件对采集图像信息进行加工处理的技术方案及其实施路线,搭建了数字图像相关测量方法实验平台与实验室集热管加热平台相结合的太阳能集热管破裂安全分析实验系统。利用这一系统,可以获得集热管在受热状态下其表面面积的变化特征,并由此找出太阳能集热管破裂的临界状态。利用CCD工业相机(数码相机)对集热管试件表面进行拍照,获取实验室太阳能集热系统运行状态下热应力变化所引起玻璃集热管的表面变形图像,应用所提出数字图像相关测量方法对采集并储存的图像信息进行图像处理分析的技术方案,获得了太阳能集热管热变形的一些基本规律,与理论结果的对比分析表明所提出监测图像信号处理与分析方法的可靠性。在对全玻璃真空太阳能集热管的热变形分析基础上,提出了用于对太阳能集热玻璃管破裂安全做出预先判定的技术途径。实时采集运行状态下集热玻璃管的图像信号,利用数字图像识别技术获得集热管的细观变形状态,提取可能产生破裂处的位置、面积等信息,并对该部分信息进行加工处理,对比集热管受热后表面面积会发生改变的破裂风险标准,由此获得集热管的工作安全稳定状态信息。
【学位授予单位】：华北科技学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK513.1;TP391.41

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