基于機(jī)器視覺的鐠-釹萃取過程組分含量檢測(cè)系統(tǒng).pdf

1、我國(guó)作為世界上為數(shù)不多的蘊(yùn)含豐富稀土資源的國(guó)家，稀土分離企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品產(chǎn)量在世界具有舉足輕重的地位。然而，在我國(guó)稀土企業(yè)的生產(chǎn)過程中，由于萃取分離控制仍舊徘徊在離線分析、經(jīng)驗(yàn)調(diào)整和手動(dòng)控制的階段，導(dǎo)致企業(yè)資源消耗巨大、生產(chǎn)效率低下、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等諸多問題的出現(xiàn)。因此若要實(shí)現(xiàn)稀土萃取分離過程的自動(dòng)控制，必須先解決各稀土元素組分含量的在線監(jiān)測(cè)的問題。針對(duì)鐠/釹（Pr/Nd）萃取過程中各組分含量在線檢測(cè)的難題，應(yīng)用機(jī)器視覺原理研究開發(fā)

2、了一種適用于Pr/Nd萃取混合溶液各組分含量的快速檢測(cè)系統(tǒng)。
　　（1）根據(jù)實(shí)際測(cè)量要求，設(shè)計(jì)了基于機(jī)器視覺的Pr/Nd稀土溶液各組分含量檢測(cè)的硬件系統(tǒng)。首先結(jié)合攝像機(jī)、鏡頭、圖像采集卡等的基本原理與選型方法，選擇了系統(tǒng)硬件設(shè)備；接著通過不同的照明方案試驗(yàn)，根據(jù)采集得到的Pr/Nd混合溶液圖像的實(shí)際效果，確定最佳照明方式；然后分析了LED、D65和CWF三種光源下對(duì)成像產(chǎn)生的影響，從后續(xù)建模數(shù)據(jù)處理以及光源本身發(fā)光特性、功耗和壽命

3、等考慮，選擇LED環(huán)形光源作為系統(tǒng)光源。最后根據(jù)選擇的硬件設(shè)備與光照環(huán)境，通過合理的組建，完成了Pr/Nd組分含量檢測(cè)系統(tǒng)視頻采集系統(tǒng)的構(gòu)建。
　?。?）針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)混合溶液視頻圖像特點(diǎn)，在HSI顏色空間中，利用Otsu自適應(yīng)閾值算法、中值濾波算法，提出了一種具有較強(qiáng)適應(yīng)性的圖像自動(dòng)分割算法；對(duì)在預(yù)處理后的圖像進(jìn)行顏色特征區(qū)域及顏色特征值的提取，最終得到顏色特征分量，為了后續(xù)的模式識(shí)別提供了條件。
　?。?）基于LabVIEW2

4、012和Matlab7.0混合編程軟件平臺(tái)，設(shè)計(jì)開發(fā)了Pr/Nd溶液組分含量應(yīng)用軟件。首先采用LabVIEW軟件編程設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的操作與顯示界面。接著調(diào)用MATLAB實(shí)現(xiàn)圖像處理中繁雜的運(yùn)算功能。然后利用最小二乘支持向量機(jī)算法建立Pr/Nd顏色特征值與組分含量關(guān)系模型，采用了基于MATLAB Script節(jié)點(diǎn)的編程方法，實(shí)現(xiàn)了組分含量識(shí)別模塊功能。
　　（4）基于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試樣品的分析結(jié)果表明，該系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、重復(fù)性、快速性均可滿足現(xiàn)場(chǎng)