【摘 要】
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磷石膏抹灰砂浆是以工业副产品磷石膏为主要材料,通过添加一定的掺合料和外加药剂配置而成的新型绿色环保抹灰材料。相比传统的水泥砂浆和混合砂浆等,磷石膏抹灰砂浆具有质量轻、强度高、不开裂、透气性好、易施工等优势。但是目前抹灰砂浆的粉体配料的混匀度大多依靠大型检测仪器和低效率的化学检测进行判定,难以满足大规模的生产需要。因此研究适用于抹灰砂浆粉体配料混匀度的新型检测方法具有较好的研究价值和应用前景。本论文
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磷石膏抹灰砂浆是以工业副产品磷石膏为主要材料,通过添加一定的掺合料和外加药剂配置而成的新型绿色环保抹灰材料。相比传统的水泥砂浆和混合砂浆等,磷石膏抹灰砂浆具有质量轻、强度高、不开裂、透气性好、易施工等优势。但是目前抹灰砂浆的粉体配料的混匀度大多依靠大型检测仪器和低效率的化学检测进行判定,难以满足大规模的生产需要。因此研究适用于抹灰砂浆粉体配料混匀度的新型检测方法具有较好的研究价值和应用前景。本论文主要针对抹灰砂浆的现场生产环境,采用基于机器视觉的图像处理技术,设计了一种新型的磷石膏抹灰砂浆粉体原料混匀度检测系统。相比传统的混匀度检测方法,本系统具有速度快,准确率高的优势。论文主要研究成果有6个方面。(1)针对磷石膏抹灰砂浆粉体原料现场生产情况,搭建了基于机器视觉的混匀度检测硬件平台,在此平台可快速采集磷石膏抹灰砂浆粉体原料在不同搅拌速率和不同搅拌时间混合后的图像。(2)采用编程效率高的MATLAB语言作为程序开发语言,在磷石膏抹灰砂浆混匀度检测系统硬件平台的基础之上,设计了混匀度检测的操作软件。软件包含登录界面、系统主界面、图像处理界面及混匀度显示界面等。(3)对比不同图像处理方法对图像的处理效果,选择加权平均值法对采集的磷石膏抹灰砂浆图像进行灰度化处理;选择添加高斯噪声的中值滤波器对磷石膏抹灰砂浆图像进行去噪;选择基于Canny算子的边缘检测法检测磷石膏抹灰砂浆图像的边缘;选择一般分水岭分割法对磷石膏抹灰砂浆图像进行分割。较理想的将图像中的玻化微珠颗粒分割出来。(4)通过观察不同混合条件下图像的形状、颜色、纹理、波谱特征值的变化规律,确定能量均值、熵平均值、逆差平均值、色度、亮度、致密度、灰度均值、灰度中值,玻化微珠所占图像面积等9个特征参数作为混匀度检测系统的判定标准。确定磷石膏抹灰砂浆最佳混合条件为搅拌时间6 min,搅拌速率为1000r/min。(5)分析不同搅拌转速和不同搅拌时间条件下采集的磷石膏抹灰砂浆粉体原料混合后图像中具有变化规律的特征参数,确定抹灰砂浆混匀度判定条件为:能量均值≥0.1093,熵平均值≥1.628,逆差距平均值≥0.0762,色度≥0.0618,亮度≥0.5264,致密度≥15218,灰度均值≤120,灰度中值≤71,玻化微珠所占图像面积≥0.8。(6)通过采集最优混合条件下的抹灰砂浆浆料凝固后试块的切面图像检测玻化微珠在切面的分布以及面积占比,以及对比磷石膏抹灰砂浆生产标准GB/T28627测试试块的抗压抗折性能来检验系统的检测结果,结果表明本系统对抹灰砂浆粉体原料混匀度判断的准确性较高。本研究将机器视觉与图像处理技术进行结合,对磷石膏抹灰砂浆生产中的粉体原料混合均匀度检测方法进行创新,这种新的方法可有效控制抹灰砂浆产品质量,提高生产效率。因此该混匀度检测系统对磷石膏抹灰砂浆的现场生产具有较好的应用前景。
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