烟气在线监测
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烟气在线监测范文第1篇
关键词CEMS；脱硫；连续监测；SO2
中图分类号：TN931.3 文献标识码：A
我厂一期2×330MW脱硫于2008年底投产，采用石灰石-石膏干法脱硫工艺，无烟气旁路，烟气连续检测系统采用的是北京雪迪龙公司的SCS-900型系统，测量采用直接抽取法。
脱硫在线监测系统测量的主要参数：SO2、NOX、O2、流量、烟尘、温度、压力等，其中SO2、NOX采用NRIR不分光红外法、O2采用电化学法用分析仪检测，粉尘浓度（激光后散射法）、流量（皮托管差压法）、温度、压力等通过安装在现场平台上的仪表进行检测，这些数据经过信号处理传至PLC，上位机与PLC进行通讯（RS485）采集到环保要求数据。通过DAS站对环保数据进行存储、打印、统计和传输，并分别传至DCS和环保局。
2 系统原理
2.1 系统原理
CEMS烟气连续排放监测系统（Continuous emission monitoring systems for flue gas） 简称CEMS，主要用来连续监测烟气中烟尘及二氧化硫及氮氧化物的排放浓度及排放总量。系统主要包括：烟气颗粒物监测子系统（烟尘CEMS）、气态污染物监测子系统（烟尘CEMS）、气态污染物监测子系统（烟气CEMS）、排气参数子系统等三部分。
2.2 系统结构
CEMS系统采取了模块化的结构，系统功能单元大致分为室内和室外两部分。室内部分主要有主机柜（样气处理、分析仪、数据采集处理等）、供电电源、净化压缩空气源。室外部分主要有采样监测点电源箱、红外测尘仪、流速监测仪、烟气采样探头、空气过滤器以及伴热采样管线和信号控制电缆等组成。
2.3 气体监测
烟气的分析（SO2、NOX、O2）采样方法采用直接抽取加热法，分析仪表选用德国西门子多组分红外分析仪ULTTRAMAT23。SO2、NOX红外分析原理，O2采用电化学法。
我厂采用直接抽取法进行烟气分析，标准状态下的干烟气是指在温度273K，压力为101325Pa条件下不含水汽的烟气。系统主要由保温取样探头、保温输气管路和制冷除湿预处理系统组成，测量较准确，表计不准时可以随时用标气标定。
2.4 粉尘监测
我厂采用RBV粉尘仪，基于激光散射原理，基于烟尘粒子的背向散射，镜头要经常擦拭、污染严重时要用酒精棉对其清洗。特别是当法兰焊接在烟囱上后，如果为负压，需要连接保护过滤器；如果测点在正压，需要加反吹，含尘量应小于200毫克/方米。如果烟气中含水量太大会影响测量效果，水汽太大，水滴会被当成颗粒物测量。
2.5 流量测量
利用皮托管差压法，皮托管有两个测压孔，一个对准气体流动方向，测的是总压，另一个垂直于流动方向，测的是静压。流速与动压的平方根成正比，为了保证测量准确，增加了反吹管路和电磁阀，定时进行吹扫。
2.6 辅助参数
温度采用一体化温度变送器测量，压力采用西门子扩散硅微压变送器。
2.7 数据采集处理系统
由计算机、打印机、485-232转换器、相关软件。
2.8 气体预处理系统
2.8.1 气体采样
烟气经采样探头和烟气加热管线由取样泵抽到分析柜，气体伴热管路为避免从取样点及分析柜传输过程中不出现样气冷凝现象，避免SO2损失及样气畅通，取样管线及取样探头均采用加热方式，其温度要求控制在120-140度。采样流程为：样气-采样探头-采样管-分水器-制冷器冷枪A-过滤器FP1-两位一通电磁阀Y1-制冷器冷枪B-抽气泵-样气、标气切换阀-分析仪表-排气管路到室外。
2.8.2 真空泵为法国产KNF耐腐隔膜真空泵。
2.8.3 样气过滤器主要通过探头过滤器和过滤器组成。
2.8.4 样气除水：样气进入分析柜后，通过制冷器来对样气进行快速冷凝，经过制冷后的样气将满足分析仪要求。蠕动泵用于冷凝水的排放，制冷器的温度一般控制在+5±2℃，其中包括气体冷凝、过滤器和气流调节装置组成，使烟气中夹带的液态汽溶胶体、水分等冷凝液体，在经过汽水分离器的气膜时被捕集，集成液滴沿器壁下落，由出水口排入排水器内，从而达到气液分离的目的，并使样气得到进一步净化，并调节气流到一个合适的流量送入分析仪内。
2.8.5 净化器源：为仪器的气路提供清扫气，经过除水干燥，出游净化处理后的洁净空气。主要有：测尘仪的在线强制吹扫气路，防止光学镜头污染；用洁净的压缩空气吹扫采样气路和采样探头。双管伴热和吹扫气路，保证采样探头和管路的畅通。
3 分析仪故障分析
3.1 分析仪常见故障代码有M维护请求、F有故障、“！”是故障已被记录在日志中而且不错在。
3.2 烟气分析仪SO2数值显示偏小或不变
（1）当现场锅炉工况偏低或者停炉时，对SO2影响很大，当负荷高时，燃煤量大，SO2含量高；负荷波动大时，SO2变化也会大。
（2）当采样气体流量偏低时对SO2有很大影响，一般要求采样气体流量保持在0.8-1.2mg/min之间，流量偏低会使进入分析仪的气量过小而使得测量数值偏低。一般为采样探头、管路、控制电磁阀、冷凝器堵塞或冰冻现象，应使流量在正常范围。排气管、排水管冻管，导致管路堵，分析仪不能正常工作，SO2和O2浓度不准，要尽量提高环境温度，避免类似现象发生。
（3）当管路存在泄漏现象时，首先会是氧量偏大，SO2偏低，可能原因是采样管路、连接接头、过滤器、冷凝器、蠕动泵管等密封不严；从玻璃瓶进气口取下进气管，堵住进气口，如果浮子流量计小球到最低，且仪表出现报警说明柜内各装置密封良好。精密过滤器堵导致分析仪没进气，导致SO2和氧量浓度不变；蠕动泵坏导致系统漏入空气使分析仪数据测量不准确。
3.3 采样气体流量偏高或偏低
管路漏气时，流量显示偏高，SO2偏高，此时应检查密封。
管路有堵塞时，流量计显示偏低且调整螺钉无效、SO2偏高，此时应检查真空泵处理及管路堵塞情况。
4 系统维护
4.1 在线监测SO2数据异常的处理方法
在CEMS小间检查在线分析仪的流量是否保持在1.0mg/min左右，如果不能调节，拔下初级过滤器前取样管，观察分析仪流量是否能升高到2.0mg/min以上，若不能则重点检查初级过滤器、真空泵、气管、各接头、冷凝器、气体排出管是否顺畅等。若能，则重点检查烟气取样装置是否堵塞，重点检查采样滤芯、探头、电磁阀、伴热管线等；检查排水蠕动泵运转及排水、泵的严密性、查看有无漏气，最后用标准气对分析仪进行标定
4.2 SO2标定步骤
零点标定时按CAL键，拔下真空泵入口软管，自动校准零点，要求分析仪流量计保持在1.0ml/min左右，校准完后自动进入测量状态。量程标定时要求通入符合条件的标准气体。标气浓度单位换算系数：
SO2浓度单位：1μmol/mol=64/22.4mg/m3=2.86 mg/m3
NO浓度单位：1μmol/mol=30/22.4mg/m3=1.34 mg/m3
NO2浓度单位：1μmol/mol=46/22.4mg/m3=2.05 mg/m3
4.3 日常维护与保养
维护内容包括系统检查与部件更换，一般包括日常检查和定期检查。日常检查包括对ULTRAMAT23、保护过滤器、制冷器后管路、制冷器、蠕动泵、储液罐、采样管线、采样探头、粉尘仪风机、DAS系统进行检查；定期检查包括测尘仪零点及跨度校准15-30天，流量计校准零点、更换机柜风扇滤网、U23量程校准周期是3-6个月，更换取样探头过滤器滤芯、蠕动泵管及粉尘仪风机滤芯周期为6个月，更换取样泵膜片要1-2年，更换电磁阀周期为3年。还要每3个月对分析仪进行零漂、跨漂校准并填写校准记录。
过剩空气系数α=21%/（21%-XO2）；XO2为实际含氧量
用折算浓度算超标C=C？*（α/αS）；C为折算浓度，C'标干污染物浓度，αS锅炉标准的
颗粒物和气态污染物排放率G= C'*Qsn*10-69（Kg/h）； Qsn为标干烟气流量，单位m3/h
环保部门的监督考核从验收合格后开始，每季度企业自行开展比对监测，比对监测时，生产设备应正常稳定运行。比对监测项目有烟气温度、烟气流速、氧量和污染物实测浓度（颗粒物、SO2、NOX）。
数据统计方法及判定：
每季度有效数据捕集率=（该季度小时数-缺失数据小时数-无效数据小时数）/（该季度小时数-无效数据小时数）×100%
缺失数据时间段包括：烟气CEMS故障时间、维修时间、失控时段、参比方法替代时段以及有计划地维护保养、校准、校验等烟气CEMS缺失时间段。
无效数据时间段包括：固定污染源起停运（大修、中修、小修等）期间以及闷炉等时间段。
根据环保标准规定烟气CEMS每季度有效数据捕集率应达到75%以上。
参考文献
烟气在线监测范文第2篇
关键词：氮氧化物（NOX）、烟气组份分析仪(NH3/NOx/O2)、应用分析
中图分类号：TU834.6+34 文献标识码：A 文章编号：
0 引言
氮氧化物（NOX）是造成大气污染的主要污染源之一，是形成酸雨、酸雾的主要原因之一，NOX与碳氢化合物形成光化学烟雾，NOX亦参与臭氧层的破坏，是破坏生态环境和损害人体健康的重要污染源之一，而我国以煤炭为主的能源结构导致NOx排放总量居高不下，“十一五”期间,NOx排放的快速增长加剧了复合型大气污染的形成,部分抵消了SO2减排的巨大努力。为减少锅炉NOx的排放，改善当地大气环境，适应新的环保政策，江苏徐塘发电有限责任公司决定对4、5号锅炉进行烟气脱硝改造，从而提出了对氮氧化物（NOX）的准确测量问题。
1工程概述
“江苏徐塘发电有限责任公司2×320MW机组烟气脱硝工程”，采用液氨法制备脱硝还原剂，选择性催化还原法（SCR）作为脱硝装置及配套系统改造。控制NOx浓度由500 mg/Nm3降低到75mg/Nm3（设计SCR效率85%），
脱硝装置性能主要如下：
脱硝装置在性能考核试验时（附加层催化剂不投运）的NOX脱除率不小于85%，保证出口小于75 mg/Nm3，氨的逃逸率小于2.5ppm，SO2/SO3转化率小于1%；
a) 锅炉50%THA~100%BMCR负荷;
b) 烟气入口NOX含量不大于(500)mg/Nm3；
c) 脱硝装置入口烟气含尘量小于(42)g/Nm3；
d) 烟气出口NOX含量低于(75)mg/Nm3；
e）NH3/NOx摩尔比不超过保证值（ 0.86）时。
脱硝效率定义：
脱硝= C1-C2 ×100%
C1
式中：C1——脱硝系统运行时脱硝入口处烟气中NOX含量(mg/Nm3)。
C2——脱硝系统运行时脱硝出口处烟气中NOX含量(mg/Nm3)。
氨的逃逸率是指在脱硝装置出口的氨的浓度。
2.分析仪(NH3/NOx/O2)系统构成
分析仪系统图如图1 (NH3/NOx/O2)
图1
2.1 测量系统分析
整套监测系统的前端监测探头安装在污染源监测点位置，监测信号经变送器转换处理后变为数字信号，由标准RS485串行接口传输到本地监控计算机，本地监控计算机和分析系统机柜放置在专用监测室内，在监控计算机上通过与之配套的在线环境监测网络系统对污染源氮氧化物（NOX）、NH3、温度、含氧量和压力等环境参数进行数据采集处理，以实现环境参数自动化数据报表处理和统计工作，并可通过电话网络或Internet网将监测数据传送到环境监测中心站或其他相关部门。也可选用模拟端口，或干接触进行参数传输或设备的控制。
系统采用完全抽取法采集样气，过滤后通过伴热管线传输气体，样气在分析仪前完成处理，使之成为干态的待测气体进入分析仪器进行检测。气体分析采用交替进样法及非分散红外原理检测样气。测量结果通过数字端口输入到数据采集设备。数据管理软件对原始数据进行处理，生成各种形式的报告，并可进行远程传输。
此外，为保障系统正常运行，系统设计了多种诊断和报警功能。可输出报警信号、作数椐标记或发出控制信号，如停止采样、启动反吹等。系统具有反吹、校准功能，它可以编程自动进行，也可以随时手动实施。校准使用标准钢瓶气，可直接校准分析部分，也可通过探头进行总体校准。
系列采用了具有创新性的三段脱水系统。该系统包括了一个水分分离器和两个电子冷却器。脱水系统的完美设计可确保将冷凝水带走的NOx等损失量降低到最低限度，从而保证了监测数据的准确性。
2.2对氮氧化物（NOX）的测量分析
在脱硝系统前后分别对NOx进行监测，可以让我们了解脱硝系统的效率。对氮氧化物（NOX）测量原理一般有：化学发光法（CLD）、非分散红外吸收法（NDIR）、紫外吸收法（UV）三种。本系统采用独特的交替流动调制化学发光法（CLD），从原理上消除了零点漂移，此外样气、零气交替进入同一个简册池，更进一步仪器本身不同带来的误差。NOX监测单元采用了低温NOX转化器，在一种特殊的碳族催化剂作用下，将NO2转化成NO.。该转化器的工作温度约为190℃，在确保NO2完全转化为NO的同时，耐用性和寿命大大提高，采用半导体传感器，能够测量0-10ppm微小含量的组份，比传统的传感器使用寿命更长，灵敏度、可靠性进一步提高。
如图2，在电磁阀的精确控制下，样气和参比气（待测成分浓度为零或为某个已知数的气体）以恒定的流量被交替地注入检测池内。红外线光源发出的红外线通过检测池后被检测器检测。当检测池内顺序通入样气和参比气时，对红外线能量的吸收就会产生变化，致使检测器中的薄片产生位移，位移被转化成电信号，最后计算出样气中待测成分的浓度。
图2
2.3NH3监测的意义及SCR氨逃逸量测量分析
由于在脱硝过程中需要喷入NH3，所以需要对脱硝过程后残留的NH3进行监测，以保证最终的排放浓度在排放标准以内。在线监测系统的数据不但可以向相关部门汇报，而且可以直接作为脱硝过程中的过程控制参数，防止过多的NH3与SO3反应形成 NH4HSO3，通过有效利用NH3降低脱硝运行成本 。
由于NH3极易溶于水，造成测量不准，其对策主要是采用探头还原反应方式测量NH3，探头处温度比较高，可以防止NH3损失，由于探头深入烟道内，易于保持反应所需温度。本工程烟气脱硝入口及出口氮氧化物监测的在线分析采取直接抽取法，其难点在于被测烟气高温、高粉尘、高湿及高腐蚀，造成取样探头易堵塞，系统易腐蚀。因此对采样及样气处理系统采取多级过滤除尘，两级除湿，采取气溶胶过滤除雾滴等措施，提高系统除尘、除湿的能力，确保系统可靠运行。
3.日常维护检查项目
为了保证系统的正常运行，必须进行定期的检查和维护，如表1
表1
4.常见故障对应
由于分析系统工作环境恶劣，系统会出现一些故障，及时迅速的消除故障，不仅能够保证主系统的安全运行，也可以延长分析仪的运行寿命。
4.1低流量-流量报警
现象：样气或标气浓度不能达到正常流量。
对应：
① 调整针阀（NV-1、NV-2）;
② 确认采样泵运行情况（P-1）,更换泵膜或者泵；
③ 检查二次过滤器是否阻塞（F-1/F-2）,更换滤纸；
④ 检查P-2运行情况，更换泵膜；
⑤ 确认空气过滤器(FA-1)是否堵塞，更换空气过滤器；
⑥ 检查压力调节器（R-1）的设定压力和运行情况
设定压力：-0.01MPa;重新设定压力或者更换压力调节器；
⑦ 检查气路流程上其他相关部件是否有堵塞，或者漏气。
4.2取样温度异常
现象：操作面板上’SAMPLING 温度异常’变红色
对应：
① 检查电子冷却器(C-1,C-2)是否正常运行，如果异常请更换；
② 确认臭氧分解器加热器（DO-1）是否运行，如果异常请更换。
4.3NH3测量数据异常
现象：NH3测量数值波动异常或者测试值异常；
对应：
① 调整NOx气路与NOx-NH3气路管路系数，确保两管路测量同一气体时测试值一致；
② 对分析仪进行校正；
③ 更换探头NH3转换催化剂；
④ 更换NOx气路与NOx-NH3气路转化催化剂管(COM-1,COM-2)。
4.4不能正常校正
现象:零气或量程气校正系数超过设定范围，操作面板‘校正不能’变红色
对应：
① 确认标气流量是否正常，如果流量偏低，按照上面所述排除故障；
确认气瓶压力，如果气瓶压力过低或者无压力，请更换气瓶
② 检查校正气体设定浓度值是否与气瓶浓度值一致；
③ 确认电磁阀(SV-1,2,3,6)运行情况：如果电磁阀停止运行，操作面板上‘电磁阀停止’会变红色，更换电磁阀。
5 结束语
烟气在线监测范文第3篇
关键词 变压器；局部放电；在线检测
中图分类号TM40 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）45-0008-02
0 引言
变压器内部存在局部缺陷，在电场作用下会引起变压器局部放电，当放电量逐渐累积，能使变压器的绝缘材料逐步老化，影响其绝缘性能，严重时会导致绝缘事故,危及电网安全。而目前常规进行的变压器预防性试验只能定期停电检查，难以及时发现变压器内部局部放电引起的绝缘故障。因此，对电厂变压器局部放电在线检测系统进行研究很有必要。变压器作为电力系统极其重要的设备，如果发生故障，会直接影响了电力的供应，进而给人们的生产生活带来严重的后果，所以必须保证变压器能够正常的工作。由于变压器的故障主要是绝缘劣化引发的，而反应变压器内部绝缘状态的一个很重要的特征量就是局部放电量，所以实时监测变压器内部的局部放电状态非常有必要，当发生局部放电的时候，实时监测到放电量，当达到事先设定的报警值时，启动报警装置，通知人们去解决，以此保证变压器的长久的稳态运行，从而保障正常供电。
本文设计了变压器局部放电在线监测系统研究。通过对变压器局部放电在线监测装置的研究，能实现实时监测，及时了解变压器内部局部放电情况，判断绝缘脆弱部分，提前采取措施，避免突发性事故的发生。
1 变压器局部放电的机理
变压器内部局部放电的机理是：在电场作用下，绝缘系统中只有部分区域发生放电，而没有贯穿施加电压的导体之间，即尚未击穿，这种现象称之为局部放电。对于被气体包围的导体附近发生的局部放电，可称之为电晕。局部放电可能发生在导体边上，也可能发生在绝缘体的表面或内部，发生在表面的称为表面局部放电。
2 变压器局部放电的检测方法
局部放电的测量是以局部放电时所产生的各种现象为依据，通过能表述该现象的物理量来表征局部放电的状态。局部放电过程中除了伴随着电荷的转移和电能的损耗之外，还会产生电磁辐射、超声波、发光、发热以及出现新的生成物等，因此与这些现象相对应，局部放电的检测方法可以分为电气测量法和非电气测量法两大类。非电的测量方法主要包括超声波检测法、光测法、红外检测法、化学检测法等。这些方法的优点是测量中不受电气的干扰，抗干扰能力较强，但灵敏度比较低，同时难以进行精确的定量分析，更无法得到视在放电量 PC值等，因此至今主要用作局部放电的定位和辅助测量。目前普遍采用的是电气测量法，并且随着新技术的应用，逐渐向超高频、超宽频带测量方向发展。
电气测量方法为传统常规局部放电测量方法，其又分为：
1）外壳电极法：在GIS外壳上敷设绝缘薄膜和金属电极，外壳与金属电极间就构成一个电容，可将高频放电信号耦合至检测阻抗上。该阻抗上的信号可经放大最终得到GIS局部放电水平。这种方法的优点是检测灵敏度高、结构简单、易实现，但缺点是易受外界干扰；
2）内部电极法：该方法是将GIS法兰稍加改造，在法兰内部加装金属电极，该电极与外壳构成耦合电容，以此电容传感器提取局部放电的脉冲信号，当采用两个电容传感器时即可进行GIS局部放电定位，由GIS局部放电信号到达两个传感器的时间差确定放电点；
3）外接电流传感器：当GIS内部产生局部放电时，接地线上有高频电流通过，因此可利用带有铁氧磁芯材料的罗可夫斯基线圈作为传感器来测量此高频信号，此方法优点是精心制作的传感器可以在很宽的频率范围内保持很好的传输特性，但地线需穿过线圈，给现场使用带来了不便。
3 变压器局部放电在线检测系统设计
变压器局部放电在线监测系统应满足以下要求：1）监测系统的投入和使用应不改变、不影响变压器的正常运行；2）能够连续监测、记录和处理数据，及时报警；3）具有良好的抗干扰能力和合理的监测灵敏度；4）系统本身可靠性高，易于维护，适于室外长期运行。根据以上的要求设计了变压器局部放电在线监测系统，其主框图如图1所示：
下面详细介绍各单元的选择和设计：
1）传感器是实现在线监测的首要环节，直接影响测量技术的发展。检测系统的准确度和传感器的有很大的关系，如果传感器不能很好的变换成所要采集的信息，那么硬件电路软件设计再准确可靠也不能真实反映变压器的实际变化，因此要准确的在线检测，选择合适的传感器是首要条件。监测变压器内部局部放电信号所使用的传感器必须满足下列条件：
（1）能够安全有效地提取微弱的局部信号，不影响变压器的正常工作；
（2）结构设计合理，便于在电厂对变压器进行安装和调试；
（3）具有较好的抗干扰能力，作为在线监测的前端装置，其性能直接影响整个系统的稳定性，传感器的工作性能必须稳定。
2）从电流传感器输出的局部放电信号往往十分微弱，必须对其进行预处理后才能送入高速数据采集单元进行模数转换。由于在测量过程中不可避免地遭受各种内、外干扰因素的影响，为了利用被测信号来驱动显示记录和控制仪器或进一步将信号输入计算机进行数据处理，因此经传感器采集后的信号尚需经过调理、放大、滤波、运算分析等一系列的加工处理，以抑制噪声、提高信噪比，因此需要设计放大器单元。在频率为40kHz~400kHz范围能真实全面地反映局部放电信号。所以传感器耦合到的放电信号进入放大器后，首先进入滤波环节，对其进行带通滤波，滤除频率在40kHz~400kHz范围以外的信号。
3）数据采集(DAQ)，是指从传感器和其它待测设备等模拟或数字被测单元中自动采集非电量或者电量信号,送到上位机中进行分析,处理。数据采集卡，即实现数据采集（DAQ）功能的计算机扩展卡，可以通过USB、PXI、PCI、PCI Express、火线（1394）、PCMCIA、ISA、Compact Flash、485、232、以太网、各种无线网络等总线接入个人计算机。
4 结论
随着大型变压器制造容量和电压等级不断提高，变压器能否安全运行直接影响到系统的安全稳定。因此人们对变压器的可靠性要求也越来越高。变压器局部绝缘系统损坏不仅影响到电网还威胁到人民的安全。本文分析了变压器局部放电的机理和检测方法，最后设计了变压器局部放电在线检测系统，保证电力系统的正常运行。
参考文献
[1]宋克仁，冯玉全.高压变压器在线局部放电测量[J].高电压技术，1992(1)：40-44.
[2]黄盛洁，姚文冰.变压器局部放电在线监测技术研究[J].高电压技术，1996，22(4)：39-42.
烟气在线监测范文第4篇
Abstract： Surface defect detection is an essential and important link in the system to ensure the quality of the products. Surface detection technology based on machine vision imaging method has become a means of reform online surface inspection. This paper analyzes the means of detection， and gives the methods to research LED light source design， surface defect visual imaging.
关键词： 表面缺陷检测；视觉检测；LED光源
Key words： surface defect detection；visual inspection；LED light source
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）16-0057-02
0 引言
机器视觉检测技术是用视觉传感器和计算机组成的采集与控制系统对被测对象进行成像，再利用图像处理技术提取被测量信息的测量技术。机器视觉检测系统通常由视觉传感器、计算机采集与控制、图像处理三大模块组成，其中视觉传感器是由特定的照明光源和成像器件组成。在机器视觉表面缺陷检测量方法上关键要解决照明方法与成像方法两个问题。
1 LED光源照明的打光技巧与LED光源模组设计分析
在视觉检测中，LED光源的设计，是实现正确打光技巧的前题。打光方法是否合理关系到目标信息是否能准确的摄取。因此，LED光源设计与打光技巧是视觉检测中的关键问题。
首先在理论上解决以下两个问题：一是明场照明与暗场照明、直接照明与散射照明、倾斜照明与同轴照明、投射照明、偏振照明等照明方式同表面粗糙度和表面特征之间的关系；二是照面光源的色温和光谱特性同目标特征的颜色以及背景颜色之间的互补关系，以及光谱与色温对目标特征增强的影响规律。
然后以光的反射、散射等物理光学及光度学为理论基础，以LightTools和TracePro为光源设计工具软件，结合图1对LED光源的要求，研究LED光源照明的打光技巧和LED光源的设计原理和方法。
2 表面缺陷视觉在线检测中大孔径远心光路成像技术分析
不论是点扫描成像、线扫描成像还是帧成像，通常在图像传感器的前方需要放置一个物镜，在特定的照明方式下，在特定的空间位置，把含有表面缺陷信息的散射光场汇聚到图像传感器的感光面上。由于成像物镜一般都有有限的孔径，在近几年的研究中发现，这种小孔径视觉成像，在大面积表面缺陷测量中，对很多缺陷不敏感，要解决这个问题，需要研究采用大孔径远心光路成像。而在大面积表面缺陷检测中，大孔径远心光路系统又很难实现。
以往的研究中发现用线阵扫描方法或面阵摄像机直接对被测表面成像时，即使摄像机的分辨率很高，有时都难以分辨表面上的微观缺陷，主要原因是摄像机镜头的孔径大小改变了光线的传播方向。为了解决这个问题，只有让散射光场中的光线平行地投射到感光面上，即采用远心光路系统。图1给出了高速线阵扫描的两种可能的视觉成像方式。
3 表面缺陷计算机自动识别技术分析
采用计算机从视觉图像中自动识别表面缺陷，在理论上与实际应用中一直都是一个非常难的问题，尤其是复杂背景的视觉图像中表面缺陷的自动识别。这通常是表面缺陷在线检测中的一个主要瓶颈。不过近些年来，随着数学形态学、计算机纹理分析技术与模式识别技术的发展，各种新的自动识别方法不断出现，为表面缺陷的自动识别在理论与方法上提供了很好的支持。
目前研究工作中，常用的途径是采用数学形态学与纹理分析等分类法。如Anand等人对焊接的缺陷图像首先利用Canny算子探测出缺陷的边界，再用膨胀法连接哪些相似的边界，用腐蚀去除掉哪些不相干的边界，最后根据缺陷的特性进行分类。Chetverikov等人在视觉检测具有规则纹理结构表面的缺陷时，采用形态学对纹理中的缺陷进行增强，然后根据纹理的规则性与局部方向性把缺陷从纹理图像中分离出来。
可以分析得出，将数学形态学与计算机纹理分析技术结合起来，进行表面缺陷的自动识别技术研究将是一种可行的方法。形态学方法一般比较适合用于表面缺陷视觉图像的前期处理，因为用它对缺陷图像进行变换，可以增强表面缺陷的特征，但是它难以单独完成缺陷的自动识别任务。纹理分类有四大种类，每个种类有许多不同的分类方法，利用纹理中的特征值或函数，可以完成图像自动识别。但是在纹理分类法中，目前现有的分类方法对复杂的纹理图像识别精度不是很高，有时难以胜任表面缺陷在线自动检测的需要。因此如果把形态学方法与纹理分类法结合起来，也许是一条比较好的提高自动识别精度的途径。
参考文献：
[1]A. Anand， P. Kumar， “Flaw detection in radiographic weld images using morphological approach，” NDT&E International， Vol. 39，2006：29-23.
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烟气在线监测范文第5篇
关键词 压力容器；全面检验；射线检测
中图分类号TN29 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）94-0162-02
压力容器的无损检测方法有超声检测、射线检验、渗透检测、磁粉检测、涡流检测、声发射检测、热像/红外、泄漏试验、交流场测量技术、漏磁检验、远场测试检测方法、超声波衍射时差法等方法。压力容器检验中常用的检测方法主要是射线检验、超声检测、磁粉检测和液体渗透检测四种。本文主要是介绍射线检测技术在压力容器全面检验中的应用。
1射线检测的定义
射线检测是利用射线能够穿透物体来发现物体内部缺陷的一种检测方法。射线能够使胶片感光或者激发某些材料发出荧光。射线在穿透物体过程中按照一定的规律衰减，利用衰减程度与射线感光或者激发荧光的关系可检查物体内部的缺陷。射线检测分为γ射线检测、X射线检测、中子射线检测和高能射线检测。
2射线检测的优点和缺点
射线检测的优点是可以直观地显示工件内部缺陷的大小和形状，对于缺陷的定性准确，对于长度和宽度尺寸的定量也较为准确；射线底片可作为检验的原始记录并能长期保存；对于体积型缺陷如夹渣、气孔等检出率较高。射线检测的缺点是对于面积型缺陷如未熔合、裂纹检出率较低，需要透照角度合适才能检测到，容易漏检；对于厚度较大的工件检验灵敏度下降；不适合用于检测角焊缝以及板材、棒件、锻件等；对缺陷在工件厚度方向的位置、尺寸的确定比较困难，需要借助厚度对比试块；射线检测的成本高、效率低；射线对人体有害，检测时需要采取适当的防护措施。
3压力容器全面检验中需要进行射线检测的情况
由于压力容器制造时都进行了全部或局部的射线探伤，所以如果容器没有异常状况在常规的全面检验中一般不需要再进行射线检测， TSGR7001-2013《压力容器定期检验规则》第二十七条中规定了需要进行射线检测或者超声波检测抽查的七种情况：1）容器使用过程中补焊过的部位；2）检验中发现焊缝表面裂纹，认为需要进行焊缝内部缺陷检验的部位；3）容器错边量和棱角度超过制造标准要求的焊缝部位；4）容器使用中出现焊接接头泄漏的部位及其两端延长部位；5）容器承受交变载荷设备的焊接接头和其他应力集中部位；6）容器有衬里或者因结构原因不能进行内表面检查的外表面焊接接头；7）用户要求或者检验人员认为有必要的部位。前六种情况检规规定的十分清楚，碰上这些情况时检验员就需要根据实际情况来决定用射线检测还是超声波检测，一般对于厚度较小的对接焊缝适合用射线检测。第七种情况要靠检验员的经验而定，我根据自己的检验经验会在实际检验过程中对一些资料不齐全，没有铭牌，来源不明的压力容器进行射线检测的抽查，在检验过程中发现了不少压力容器存在缺陷。
4在检验过程中对射线检测的应用及发现的缺陷
4.1裂纹
射线检测对裂纹的检测灵敏度并不高，只有在透照角度合适的情况下才能发现，图1为某次检验发现裂纹的底片照片。
根据TSGR7001-2013《压力容器定期检验规则》第三十八条规定：容器的内、外表面均不允许有裂纹。裂纹应当打磨消除。由于该裂纹为容器埋藏缺陷，打磨消除后还需进行补焊，维修费用较高，该压力容器用户决定不进行打磨和补焊，我将该压力容器定为5级停止使用。
4.2圆形缺陷
图2为一张本人检验中发现的圆形缺陷底片照片。
圆形缺陷根据TSGR7001-2013《压力容器定期检验规则》第四十四条规定，按如下进行定级：
单个圆形缺陷的长径大于壁厚的1/2或者大于9mm时，定为4级或者5级；圆形缺陷的长径小于壁厚的1/2并且小于9mm的，其相应的安全状况等级见表1和表2；
该压力容器为局部无损检测，按照表1定级，射线检测结果圆形缺陷超过了15点，按照表1图2所属的压力容器安全状况等级需定为4级或5级。我将图2所属的压力容器定为4级。
4.3非圆形缺陷
该压力容器为一般压力容器，按照表3定级，该压力容器射线检测结果为全长未焊透，L>6t，我按照标准将其安全状况等级定为4级。
5结论
综上所述，在压力容器全面检验中进行射线检测可以发现压力容器中存在的缺陷，检验员可以通过这些信息消除压力容器使用过程中的安全隐患，判断压力容器的使用状态，还可以借助这些信息下检验结论，进行安全状况等级的评定。
参考文献
