颗粒粒度测试是粉体技术中十分重要的研究内容,颗粒尺寸显著影响粉体的性能及用途。随着计算机速度的不断提高,数字图像处理技术的发展越来越快。而基于数字图像处理的颗粒检测技术在国计民生中的应用也越来越广,提高颗粒检测技术的速度与准确性显得越来越重要。 目前国内的粉体企业在测量颗粒方面基本用国外进口的设备,而国内的粒度测量系统还处在初级的发展阶段,还没有形成一个完整的体系。因此,开发这样的一个系统显得非常及时和迫切。 在在线方面,因国内的粒度设备多为静态的采样测试,本课题在在线采样进行大胆的设计和尝试,它的实现将极大推动粉体工业界的采样方式改变,为我国粉体的测试技术水平的提高起到很大推动作用。 本文在分析了有关图像预处理的理论知识和技术原理的基础上,针对一种沉降颗粒激光散射像点的示踪式粒度测量新方法,利用颗粒图像匹配算法,提取颗粒的特征图像区域,并以此颗粒图像为匹配模板的的颗粒跟踪技术。 首先,利用沉降式激光散射像点摄像装置采集的动态图像通过图像变换、图像增强、图像分割等典型的图像处理算法进行处理。经过图像的灰度化、二值化、形态滤波,图像二值化阈值优化算法、图像增强的卷积算法及应用于二值图像处理与颗粒测量的种子填充算法获得较为清晰的颗粒图像。 在颗粒图像匹配算法中通过在相邻两帧图像上,找出相关度最大的两个小区域,用它们之间的距离除以两次拍摄之间的时间间隔,获得小区域在间隔时间内的平均速率。本文在分析相关算法的基本原理和各种算法的的基础上,将两连续的视频图像进行基于快速傅里叶变换的互相关运算,与传统的互相关算法相比,大大提高了运算速度。并利用MATLAB对基于位移的相关法的多重成像亚像素定位,得到更高精度的互相关峰峰值位置。 上述方法获得的颗粒沉降速率,通过Stokes沉降速度公式得到颗粒的Stokes粒径,对大量颗粒的互相关计算和统计得到颗粒粒度分布。利用颗粒图像分析仪分析得到的颗粒粒径和粒度分布与得出的颗粒Stokes粒径和粒度分布相比较,并对颗粒尺寸进行修正。