回转窑广泛应用于水泥、冶金、建材、化工等流程化工业领域,回转窑筒体承担着物料的煅烧、分解和物料输送等工艺过程。由于回转窑是高温设备,窑筒体突发性故障及其不稳定运行严重威胁着企业安全生产和产品质量。水泥工业用回转窑生产工况复杂且受多种复杂情况影响,回转窑筒体缺陷故障又频繁发生,窑筒体缺陷成因复杂,从裂纹产生的位置、走向及裂纹不可预见的扩展速度看,存在较大的离散性。现阶段在役工作状态下的回转窑筒体缺陷无法在线检测,主要依靠传统方法“目视”,根据巡检人员的经验主观判定,往往不能及时发现问题。本论文以水泥工业用回转窑5000t/d生产线（（?）4.8m×74m回转窑）作为研究对象,首先,依据现场回转窑筒体容易出现缺陷裂纹区域的实物尺寸为例,建立三维导热模型,并对样本施加不同的温度载荷,利用ANSYS数值模拟仿真结果,分析探究了不同缺陷尺寸、不同热载荷温度在材料特性的条件下,对回转窑筒体表面温度梯度变化影响,获得了样本缺陷区与无缺陷区的表面温度差变化规律,在此基础上,为回转窑筒体红外热波采集及图像处理分析提供了参考理论依据。接着,利用凝视型红外热成像系统现场采集在役工作状态下的回转窑筒体表面,获得窑筒体红外热波图像,针对热波图像对比度低、纹理信息模糊等问题,在综合比较和分析多种常用图像增强方法和质量评价指标后,最终提出了有限对比度自适应直方图规定化的优化算法用于窑筒体热波图像增强处理。结果表明,该算法能够有效地提高回转窑筒体红外热波图像对比度,增加可视性,使缺陷的判别更加容易。最后,根据回转窑筒体红外热波图像对比度增强处理后的结果,着重讨论对比分析了多种图像分割后处理手段,利用基于阈值的图像分割方法能够很好的完成将目标轮廓从背景中准确分割出来,最终实现目标信息提取;因此,基于阈值的全局分割算法可用于回转窑筒体缺陷的可视化研究。