【技术实现步骤摘要】
九通道自适应大范围二维温度场测量装置及其测量方法
本专利技术涉及一种燃烧可视化检测装置的光学系统,具体为九通道自适应大范围二维温度场测量装置及其测量方法。
技术介绍
由于燃烧的复杂性和重要性,燃烧的测量和监控一直是燃烧领域很重要的问题。燃烧场的温度变化范围往往比较大,以电站煤粉锅炉的燃烧为例,燃烧区域最低温度只有600-700℃,而燃烧中心的最高温度甚至可达1500℃以上,同一时刻不同区域的温度差值达到几百度;又如火箭尾喷管的最高温度往往在2000-3000℃,区域温差超过1000℃。目前,利用火焰图像进行测量的可视化测量系统的通用做法是直接通过彩色CCD获取火焰图像,以CCD相机自有的红、绿、蓝三色波长信号对火焰图像分解,并进行后续处理。该方法可以从一幅彩色图像上获取不同波长的热图像,由于消除了在不同波长下同时获取被测对象多幅热图像的困难,易于系统实现和后期处理。但因三色的波长完全取决于所选用的CCD相机,局限性很大,使较高的彩色图像量化误差带来较大的测量误差;并且红(700nm)、绿(546.1nm)、蓝(435.8nm)三色波长相差较大,不能完全满足比色法测温与发射率无关的近似条件,必须考虑三者之间辐射率对测温的影响;加之测量波长之间相差过大,使采集到的单个波长的热图像信号过强或过弱,表现在图像灰度上既同时存在高波长信号过强(饱和)与低波长信号过弱(接近背景灰度)而无法测量,严重影响比色测温精度及测温范围,难以对燃烧强度等进行准确的检测。此外,对于采用单个CCD镜前分光的测量系统,被测物发出的光经过透镜和分光镜组后分成多束(2~3束),通过透过波长不 ...
【技术保护点】
九通道自适应大范围二维温度场测量装置,其特征在于,包括由工业窥镜和准直物镜组成的镜组(1)、同步数据图像采集卡(2)、图像处理系统(3)、第一初级分光镜(11)、第二初级分光镜(12)、第一分光镜组、第二分光镜组;初级分光镜(11)位于镜组1后面的光路上,将入射光路分成两个光路,第一分光镜组位于其中一个光路上,第二初级分光镜(12)位于另外一个光路上;所述的第一分光镜组包括四个平面分光镜,四个平面分光镜将初级分光镜(11)分出的光路再次分成四个光路,四个光路分别经过滤光片后,由黑白CCD相机采集拍摄;所述的第二初级分光镜(12)再次将初级分光镜(11)分出的另外一个光线分成两个光路,其中一个光路由彩色CCD相机(115)采集拍摄,第二分光镜组位于另外一个光路上;所述的第二分光镜组包括四个平面分光镜,四个平面分光镜将第二初级分光镜(12)分出的另外一个光路再次分成四个光路,四个光路分别经过滤光片后,由近红外黑白CCD相机采集拍摄;黑白CCD相机、彩色CCD相机(115)、近红外黑白CCD相机分别与同步数据图像采集卡(2)连接,同步数据图像采集卡(2)与图像处理系统(3)连接。
【技术特征摘要】
1.九通道自适应大范围二维温度场测量装置,其特征在于,包括由工业窥镜和准直物镜组成的镜组(1)、同步数据图像采集卡(2)、图像处理系统(3)、第一初级分光镜(11)、第二初级分光镜(12)、第一分光镜组、第二分光镜组;第一初级分光镜(11)位于镜组1后面的光路上,将入射光路分成两个光路,第一分光镜组位于其中一个光路上,第二初级分光镜(12)位于另外一个光路上;所述的第一分光镜组包括四个平面分光镜,四个平面分光镜将第一初级分光镜(11)分出的一个光路再次分成四个光路,四个光路分别经过各自滤光片后,每两个光路由一台黑白CCD相机采集拍摄,共有两台黑白CCD相机采集拍摄,即第三黑白CCD相机(113)、第四黑白CCD相机(114);所述的第二分光镜组包括四个平面分光镜,四个平面分光镜将第二初级分光镜(12)分出的另外一个光路再次分成四个光路,四个光路分别经过滤光片后,每两个光路由一台近红外黑白CCD相机采集拍摄,共有两台近红外黑白CCD相机采集拍摄,即第一近红外黑白CCD相机(111)、第二近红外黑白CCD相机(112);两台黑白CCD相机、彩色CCD相机(115)、两台近红外黑白CCD相机分别与同步数据图像采集卡(2)连接,同步数据图像采集卡(2)与图像处理系统(3)连接。2.根据权利要求1所述的九通道自适应大范围二维温度场测量装置的测量方法,其特征在于,包括以下过程:同步数据图像采集卡(2)对九个光路的图像数据进行采集,采集的图像分为燃烧监视图像和温度场计算图像;彩色CCD相机(115)采集图像为燃烧监视图像,用于观测区域的视频、图像的实时采集和存储;其他为温度场计算图像,对采集区域图像实时采集和分析计算并存储;图像处理系统(3)对温度场计算图像进行分割、图像的饱和度和充满度判断后,自动选定其中的三路或二路,并利用多光谱法、比色法方法进行温度场计算和实时监视。3.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员:穆怀萍,李志宏,张怀宇,韩振兴,刘石,
申请(专利权)人:华北电力大学,
类型:发明
国别省市:北京;11
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