水泥生产的核心设备是水泥回转窑,生料从回转窑的喂料端进入,依次经过预热和分解区、燃烧区、冷却区等反应区之后,从出料端出来形成熟料。物料填充度是反映水泥生产过程的重要参数,不仅能反映给料量大小和物料在窑内的流动性等重要特征,还能反映物料煅烧过程中回转窑内部物料温度变化情况。但目前对于物料填充度的测量方法较少,同时由于回转窑的特殊构造、生产环境恶劣、灰尘多、高温高压等不利因素,使得现有的接触式填充度测量方法受到诸多限制。因此,研究一种非接触式的物料填充度测量方法对于完善现有的回转窑生产过程监控系统具有重要的应用价值。目前大部分水泥厂使用红外摄像仪来监测水泥回转窑筒体的温度变化情况,以防止异常温度对回转窑筒体造成伤害。本文根据窑内传热机制,利用水泥窑筒体温度所反映的窑内情况,提出一种可同时测量煅烧区及冷却区物料填充度的方法。本方法无需额外投资硬件设施,且简便有效。本文首先结合水泥回转窑的结构以及熟料煅烧的主要反应机制,对水泥熟料煅烧工艺、现有的物料填充度计算测量方法以及其重要的研究意义进行了详细介绍,并对红外测温基本原理以及红外图像成像系统进行更深层次的阐述;其次,我们利用江西某水泥厂红外测温监控系统采集了多天回转窑筒体红外图像数据及其他重要工况数据,并对所获取的红外图像序列进行预处理:利用温度值与灰度值之间的关系,将红外图像信息转化为灰度信息,以利于后续数据的分析与处理;对水泥窑筒体表面温度变化情况进行分析,以确定煅烧区及冷却区的研究区间。经过预处理后每天可获得143组实验数据图像序列。最后,通过对多天的实验数据进行分析,提出并实现了一种基于红外图像序列的并可同时测量煅烧区和冷却区物料填充度实时测量计算方法。将本文实验方法得出的计算结果与其它计算方法的结果进行比较和分析,证实了该方法的可行性与准确性。