基于圖像處理的火焰溫度檢測研究及可視化設(shè)計.pdf

1、大型電站鍋爐爐膛內(nèi)的燃燒過程是發(fā)生在較大空間范圍內(nèi)的、不斷脈動的、具有明顯三維特征的復(fù)雜物理化學(xué)過程。電站鍋爐燃燒的基本要求是在爐膛內(nèi)建立并維持穩(wěn)定、均勻的燃燒火焰。燃燒火焰的溫度測量是燃燒領(lǐng)域一個極其重要的問題，它對于燃燒狀態(tài)的判斷、預(yù)測和診斷有著十分重要的意義。應(yīng)用彩色CCD攝像機獲取爐膛內(nèi)燃燒火焰圖像，利用數(shù)字圖像技術(shù)計算出鍋爐內(nèi)火焰溫度是一個具有挑戰(zhàn)性的課題。本文旨在將圖像處理技術(shù)與現(xiàn)有爐膛火焰監(jiān)視設(shè)備結(jié)合起來，根據(jù)熱輻射原理和

2、彩色CCD攝像機的色度學(xué)基礎(chǔ)，利用數(shù)字圖像處理技術(shù)從火焰圖像中提取計算所需的圖像信息。設(shè)計并用軟件仿真實現(xiàn)了對爐膛燃燒火焰圖像的溫度計算。主要包括以下內(nèi)容： ⑴分析了燃煤爐膛燃燒火焰的特征，構(gòu)建燃燒火焰圖像處理系統(tǒng)。并對CCD的成像原理以及色度學(xué)、光度學(xué)原理進(jìn)行了分析討論，最后總結(jié)出火焰圖像的數(shù)字化成像原理。 ⑵考慮到攝取火焰圖像較原始圖像存在一定程度的降質(zhì)和失真，從而建立了圖像降質(zhì)模型，依據(jù)該模型對攝取火焰圖像實現(xiàn)了變

3、換和恢復(fù)處理，使處理后火焰圖像能夠最大程度地達(dá)到原始圖像的特征。采用增強處理，使火焰目標(biāo)和爐膛背景產(chǎn)生明顯的區(qū)別，然后對其進(jìn)行分割處理，把火焰目標(biāo)從爐膛背景中提取出來。 ⑶研究了基于火焰圖像處理技術(shù)的測溫算法，其中包括單色測溫法，雙色測溫方法，三色測溫方法，以及全輻射測溫方法等，分析了這些算法的優(yōu)缺點。本文根據(jù)實際測量的需要，在全輻射測溫算法的基礎(chǔ)上，對算法進(jìn)行了改進(jìn)，對輻射系數(shù)進(jìn)行修正，實驗結(jié)果表明，修正系數(shù)后測得的爐膛溫度接