文档介绍：基于图像处理的炉膛燃烧火焰温度计算方法指导教师刘奇本文旨在将图像处理技术与现有炉膛火焰监视设备结合起来,根据热辐射取计算所需的图像信息。设计并用软件仿真实现了对炉膛燃烧火焰图像的温度信号与信息处理专业研究生周欣锅炉燃烧的稳定性直接影响到生产的安全,燃烧的好坏反映出效率的高低以及对环境污染的影响。而锅炉燃烧火焰是锅炉燃烧状态最直接的表征。应用彩色阆窕袢÷拍谌忌栈鹧嫱枷瘢檬滞枷窦际跫扑愠龉诨焰温度是一个具有挑战性的课题。原理和彩色阆窕纳ǘ妊Щ。檬滞枷翊砑际醮踊鹧嫱枷裰刑计算。论文的主要工作包括以下内容:首先,实现了静态数字图像的炉膛火焰温度计算。其中包括实现了比色测温法的温度计算和改进算法、实现了最小二乘法和神经网络法的温度计算、实现了基于枷衲P拖碌纳窬绺慕惴ǎ皇迪至艘恢帜芴逑直壬ú馕法的神经网络改进算法。其次,针对炉膛火焰的整体燃烧状况选用适当计算方法,实现了平均温度的计算,并得到温度与时间的关系曲线,反映了炉膛内部火焰燃烧的整体燃烧状态。最后,实现了动态炉膛火焰温度的实时监测。对炉膛动态火焰视频图像进行实时剪切得到需要监测的区域,计算区域内的平均温度,并实时输出温度与
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时间的关系曲线和输出监测区域的图像信息,并将其输出作为该区域燃烧状态的判定依据。实验仿真的结果表明,本文设计的方案是合理的,实现的算法是可行的,能满足工程实际的要求。关键词:数字图像处理比色测温炉膛燃烧火焰神经网络
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课题的意义和研究现状数字图像处理技术鹪磃『世纪年代。目前,随着信息高速公路,数字化地球概念的提出以及因特网的飞速发展,数字图像以其信息量大、传输速度快、作用距离远等一系列优点已成为人类获取信息的重要来源。而数字图像处理则因为其处理精度高、处理内容丰富、可进行复杂的非线性处理以及良好的变通能力取得了飞速的发展。现在它已在空间探测、遥感、生物医学、人工智能以及工业检测等许多领域获得了广泛的应用。但是把图像处理技术应用于锅炉炉膛火焰检测还是一个较新的课题。年代后,随着计算机图像处理技术的发展,基于工业电荷耦合器件与计算机图像处理相结合的技术是炉膛火焰监测系统中较为热门的研究方向之一縖俊9忌盏幕疽G笫窃诼拍诮⒉维持稳定、均匀的燃烧火焰。燃烧火焰是表征燃烧状态稳定与否最直接的反映。燃烧调整不好或者燃烧不稳定会导致锅炉热效率下降,产生更多的污染物、噪声等,在极端情况下可能引起锅炉炉膛灭火,甚至诱发炉膛爆炸造成事故。为了预防潜在的危险,必须进行切实有效的燃烧诊断和火焰监测。因此,安全、可靠的燃烧诊断技术成为锅炉安全运行的重要条件和基本要求。准确有效的燃烧调整需要有可靠的检测手段,要求火焰系统控制能够实时提供反映燃烧过程的有效参数供燃烧诊断之用。但是目前对燃烧调整至关重要的炉内温度测量区域一般只分布在炉膛出口等几个有限的位置,不能完全满足燃烧诊断的需要,需要引进新的测试方法予以改进。利用彩色阆窕屯像处理技术系统对燃烧火焰进行参数测量和燃烧诊断是一项富有挑战性和广阔应用前景的新兴技术。它不同于传统的全炉膛火焰监视,而是综合了现代光学、计算机技术、优化计算技术和神经网络人工智能技术在内的智能化诊断系统。通过国内外大量学者的努力,在该项目的研究领域内取得了可喜的初步成果。四笱妒宦凼
温度场检测方法综述统环依糏公司的燃烧监测与数字分析系统嘿三菱的光学图像扫描系统焰温度分布测量的研究,开创了国内火焰图像处理研究的先河;上海交通大学的研究;华中理工大学周怀春等【ü贑前面加装单色滤色片获取火焰单色图像的方法,借助于辐射定律开发了基于参考点的单色图像温度场计算方法:目前周怀春等也在尝试通过将火焰辐射图像和燃烧过程数值模拟相结然而由于燃烧过程的复杂性,研究过程中遗留的问胚还很多,还有大量的基础性研究工作有待于深入进行。随着摄像机和计算机技术的发展,摄像机型火焰检测技术发展很快。虽然目前摄像型火检技术在安装方法、处理内容和输出结果等技术方面仍有很多技术问题有待解决,但由于这种新型的火焰检测技术不仅能直接观察火焰图像,从而可以直观地观察燃烧状态和点火情况,而且在燃烧诊断和污物形成研究方面有极大的便利。毫无疑问,基于图像处理技术的摄像型火检将成为火焰检测技术发展的主流。如国外的日立研究室等最早研制了火焰图像识别系等;在国内火焰图像处理应用中,清华大学吴占松等首先进行了小型发光火徐伟勇【俊緇康炔捎么窆庀撕褪滞枷翊砑际蹩U沽思觳獾缯竟忌栈鹧合的方法来重建三维温度分布的研究‘憾洗笱跏矫駀】等致力于基于图像处理的温度场测试手段和燃烧诊断的开发工作;南京自动化研究所许柯夫【推导了火焰辐射测温公式,并进行了基于火焰辐射图像的燃烧诊断的初步研究。鉴于温度