论文部分内容阅读
矿用空气压缩机是煤矿安全生产的重要保障设备,压缩空气通过管路输送到井下,一方面用于给井下风锤、风泵等气动工具提供动力,另一方面保证井下有充足的氧气,保障煤矿工人们的生命安全。由于压缩气体具有高压特点,气体输送管路在运行中经常发生泄漏故障,目前针对此类泄漏故障的检测,主要通过巡检人员的听和看来判断管路是否发生泄漏,检测效率低,实时性差,导致煤矿生产中能源浪费和安全事故时有发生。此外,空压机房的温度高、噪音大,工人的工作环境十分恶劣。为了实现对矿用空气压缩机管路气体泄漏故障的实时监测,本文基于红外热成像技术获取泄漏管路的红外图像,通过改进萤火虫算法优化的小波阈值算法进行图像去噪,采用Otsu-Grabcut算法对图像进行分割,结合方向梯度直方图和灰度共生矩阵提取图像特征,并利用改进萤火虫算法优化的支持向量机实现空气压缩机气体输送管路的泄漏故障识别。论文的主要研究内容如下:(1)分析了矿用空气压缩机的基本结构,研究了气体输送管路泄漏的主要原因,提出了气体泄漏识别系统的功能需求,设计了基于红外热成像技术的空气压缩机管路气体泄漏识别系统架构和识别流程。(2)分析了矿用空气压缩机气体输送管路的温度特性,构建了气体输送管路泄漏的三维模型,设计了基于改进萤火虫算法和小波阈值去噪相结合的管路气体泄漏红外图像去噪算法,研究了Otsu-Grabcut红外图像分割算法,并通过仿真分析,验证了上述模型和算法的有效性。(3)设计了基于方向梯度直方图和灰度共生矩阵的矿用空气压缩机管路气体泄漏红外图像特征提取算法,基于改进萤火虫算法对支持向量机惩罚因子、核函数参数进行优化,将混淆矩阵作为支持向量机分类结果评价方法,用于评价支持向量机的分类准确度。(4)搭建了矿用空气压缩机管路气体泄漏识别实验平台,分别对管路泄漏、管路磨损和阀门泄漏故障进行了实验,测试了矿用空气压缩机管路气体泄漏识别系统的功能,验证了本文所研究的矿用空气压缩机管路气体泄漏识别方法的有效性,识别准确率约为96%,满足现场需求。该论文有图33幅,表19个,参考文献94篇。