伴随着铝用炭素行业的快速发展,提高预焙阳极生产的自动化程度是实现炭素行业升级的首要任务。焙烧工艺作为预焙阳极生产过程中一道重要的工艺,是将生阳极炭块放置于炭素焙烧炉内,天然气加热两侧火道墙对其内部炭块进行焙烧,炉墙长期受到周期性的热胀冷缩,导致耐火砖局部变形产生永久性裂缝。裂缝过大既会降低炉墙的使用寿命和弯曲强度,又会使焙烧后的炭块质量达不到要求。现阶段对炉墙裂缝的识别主要是工人在炉室内驱动吊篮肉眼观察的方式,但该检测方式存在效率低、精度差且无法与自动化修补技术配合等问题。针对炭素焙烧炉火道墙在高温环境下产生的变形及裂缝,利用超声波传感器测距技术进行检测,本文的研究内容具体如下:确定了炭素焙烧炉变形检测系统的整体方案,结合力学仿真验证了结构的稳定性。根据车间要求及作业环境设计了检测平台的整体布局,包括驱动方式、机械结构计算及选型等内容。同时利用ANSYS有限元软件对结构的关键部位进行静力学分析,确保其稳定性满足要求。简单介绍了超声波传感器的特性以及硬件系统,研究并分析了影响超声波传感器精度的自身及外界因素。针对焙烧炉在高度方向上存在温差的问题,在传感器测量基础上增加温度补偿程序,通过实验对比温度补偿前后的测量距离,验证了温度补偿程序能够提高测量精度。同时对其他一些影响因素提出了优化方法。提出了一种改进的均值滤波处理算法,用于剔除超声波传感器采集到的噪点数据。通过实验对比了多种滤波算法处理后的数据,确定了该算法的有效性。同时对滤波后的不规则数据点进行了后处理,包括特征边缘检测、曲线段划分、曲线拟合等操作,获得了焙烧炉墙体裂缝及其他信息。完成了变形检测系统的实物加工、装配,满足对焙烧炉检测作业的运动。通过对随机的6个待测区域进行检测实验,同时结合激光传感器对测量数据进行验证,结果表明超声波传感器检测的最大误差不超过5mm,裂缝识别率达到96.25%。该检测平台及算法可以有效地提供墙体裂缝及其他信息。