炭黑是橡胶工业使用最广泛的补强材料,炭黑分散性的好坏影响混炼胶的加工性能和物理机械性能。炭黑如果分散不均匀,容易形成较大的二次聚集体,不利于后续加工工艺的进行,因此,炭黑分散度是衡量胶料混炼质量的重要指标,炭黑分散度的测定是橡胶工业重要的研究课题之一。目前炭黑分散度的检测手段主要有两种,一是人工目视检测,此方法受检测者主观因素影响较大,检测结果不准确;另一种是使用炭黑分散度自动评级设备,此类设备虽然在橡胶工业得到一定程度的应用,但存在一些明显的问题,具体表现在这些设备的检测过程都是离线的,只能在混炼结束后检测炭黑分散度;对炭黑聚集体的识别方法不够完善,不能准确识别图像中低对比度的炭黑聚集体;无法甄别胶料图像中的划痕,导致检测结果存在一定误差等等。针对这些问题,本文研发了炭黑分散度在线检测系统,采用线扫描相机采集连续排出的橡胶并对图像中的炭黑进行分析、识别,实现了混炼胶中炭黑分散度的连续在线检测,本文的主要工作如下:(1)针对低对比度炭黑聚集体识别困难的问题,提出一种基于背景估计的炭黑聚集体识别算法,此算法可有效检测出对比度偏低的炭黑聚集体,提高了炭黑分散度检测的准确性。(2)针对混炼胶图像中的划痕干扰炭黑分散度检测的问题,提出一种基于形态学运算和骨架抽取方法的划痕检测算法,经实验验证,此算法能有效甄别混炼胶图像中的划痕。(3)针对在线检测数据吞吐量大的问题,研究了炭黑分散度在线检测机理,构建了炭黑分散度检测流水线模型,基于多线程技术,使算法的图像采集部分、图像处理部分、结果评估部分并行运行。(4)研发了炭黑分散度在线检测硬件系统。通过分析检测对象的光学特征,对线扫描相机、线光源和编码器等合理选型。经验证,本文所构建的检测系统能够连续采集的混炼胶表面图像,采集的图像准确、清晰、细节丰富。(5)研发了一套炭黑分散度在线检测上位机控制软件,实现了图像采集、图表动态绘制、图像处理、数据库交互等关键功能;软件界面友好,功能完善,集成有历史数据检索、报表导出、软件在线升级等实用功能。(6)针对混炼胶表面图像存在噪声的问题,在分析噪声来源及特点的基础上,通过分析、对比常用的图像去噪算法,确定使用中值滤波对图像去噪,此方法在去噪的同时保护了图像的细节。实验结果表明,本文研发的炭黑分散度在线检测系统能实时检测混炼胶表面的炭黑聚集体,为橡胶工业实现自动化检测提供了参考,为研发混炼胶其他缺陷的在线检测系统提供了依据。