火焰图像监测系统研究 第7页
3在检测区域内如果
{(,),1}2
1
∑i{?(x,y)∈S,R(x,y)>Y,i=0;R(x,y)≤Y,i=1}>∑i?xy∈Si=
iiiiHiiHii
3.11
成立即R色度值小于阈值Y
H
的像素点数是域内总像素数的一半以上则
为有火否则转4
4如果式3.6成立转5否则缩小检测区域如式3.5成
立,转3否则右移直线L至到满足式3.5则转3
5如果
iiiiHiiHMIN
∑i{?(x,y)∈S,R(x,y)>Y,i=0;R(x,y)≤Y,i=1}>Y3.12
成立则有火否则为灭火
同前一样算法中检测初始区域阈值Y
H
阈值Y
N
阈值Y
N
和
阈值Y
W
均由上位机根据现场实际情况确定后通信下传
由于检测区域的自适性即区域位置和大小的可变性解决了以往
火检装置因煤种负荷风量等条件变化时造成火焰漂移而产生误报问
题在灭火判别过程中将偷火区域排除检测区域外解决了因偷看
火焰而造成误报问题
算法进行传感器故障判断避免了因传感器故障而产生灭火误报提
高了系统的可靠性
3.3小结
本章中介绍了图像处理的基本概念数字图像和图像处理的常用方
法分析了火焰图像的基本特征根据图像特征以及图像类型提出了不
同的火焰检测算法另外算法还进行了传感器故障诊断由于算法具有
自适应性使得在煤粉和负荷变化情况下仍能有效地进行火焰检测同
时由于算法具有诊断功能提高了火焰检测的可靠性华北电力大学北京硕士学位论文
23
第4章温度场测量与燃烧诊断
§4.1基本原理
本节中温度场计算主要利用前面讲述的数字图像中的数据利用比色
测温原理实时计算出图像中每一点所对应的温度然后显示在计算机
上
4.1.1 CCD光谱特性
单管彩色CCD摄像机根据设置在CCD面阵上三个红R绿G
蓝B单色滤波器可获得三个色度信号PR PG PB在光学系统和现
场安装位置确定的情况下则PR PG PB信号为
4.1
式中ET火焰辐射能谱AR AG AB为R G B三个通道的增益
和光电转换系数的乘积Tr Tg Tb为R G B三个
通道的光谱特性它们由镜头滤光片和CCD器件的特性组合而成其
特性曲线近似于如图4.1所示
[13][14]
4.1.2辐射定理
由图4.1看出CCD的波长范围主要集中在400nm 700nm的波长范
围之内煤粉燃烧火焰辐射波长特性如图4.2所示由于CCD的光谱特
性只能感受400nm到700nm在此波长范围内温度范围3000K以下时
Planck辐射定律可由文恩辐射定律取代
上式中E
T
()为火焰辐射能(,T)为辐射率为波长C1和
C2为常数如果在两个波长1 2下若同时测量到同一点发出的单色
辐射能E
)则根据两者的比值即可计算出该点的温度4.3
图4.1彩色CCD摄像机光谱特性
图4.2煤粉辐射特性
对辐射强度相%
波长/nm华北电力大学北京硕士学位论文
§4.2算法分析
4.2.1算法一
在测量公式之4.3中,ln(
)一项是由于不同波长下的辐
射率变化引起的.当选取的比色波长1,2比较接近时,可以认为
1
2
此时公式简化为4.4
(4.1)式在400nm到700nm条件下积分有
4.5
公式4.5在用于实时测温时考虑到CCD前虑波片感光的窄波波
段宽约50nm效应近似的认为P4.6
kR kG kB是和相应的波长CCD感光特性及光学通路有关的系数
在实际应用中根据黑体标定
4.6中任选两个带入4.4式可得
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