利用面阵CCD进行火焰温度分布测量(I)——二维投影温度场的测量

介绍了利用彩色面阵CCD进行火焰投影温度测量的系统结构和基本原理 ,并分析其主要的误差来源。针对这些误差源 ,分别提出了各自的解决方案或校正算法 ,最后进行了试验测量 ,结果表明 :这种测温方法方便可行 ,具有较高的精度。

基于智能手机APP的火焰温度分布检测研究

提出了一种利用辐射理论与可见光图像处理技术,基于Android系统APP测量火焰温度的方法。利用手机自带相机采集火焰的可见光图像,通过提取可见光图像各个像素点的RGB,标定镜头确定辐射亮度与RGB的定量关系,利用维恩辐射定律计算出各个像素点的温度值,实现随时随地测量火焰温度。开发的APP测量火焰温度的技术可以通过拍照或图库选择的方式输入燃烧图像,提取照片的曝光时间、白平衡、ISO等重要参数,经过计算,即可生成燃烧二维温度分布图。实验测量了反扩散火焰的温度分布,结果表明:与多波长测量方法相比,智能手机测量温度最大值的相对偏差为4%。

基于双波段比色与计算机视觉构建火焰温度场

热辐射是大学物理实验教学的重要内容。采用热辐射的双波段比色法与计算机视觉技术,成功设计并搭建了一个用于构建火焰温度场分布模型的实验装置。该装置通过计算机视觉系统采集和匹配不同波段下的火焰热辐射数据,并依据双波段比色法的理论对实验数据进行计算,最终得到了火焰温度场分布模型。同时,还使用Python语言开发了一套自动化采集与计算程序。通过该装置,深入研究了不同因素对火焰温度和温度场分布的影响,并运用所测得的实验数据成功验证了普朗克黑体辐射定律。

光学分层热成像法重建火焰三维温度场分布的研究

本文提出了用光学分层成像法（Optical Sectioning TOmography,OST）重建火焰三维温度场分布的理论和方法。用一个固定位置CCD摄像机分别聚焦火焰的不同截面,得到一系列的叠加火焰图像,对该组图像建立模型,采用图像反演算法,可以重建火焰不同截面的辐射分布。该测量方法实验设备简单,有一定的空间和时间分辨率。

烃类池火灾火焰温度分布

研究了烃类池火灾的火焰温度随时间 (包括初期阶段及全面发展阶段 )和火焰高度的变化。使用测得的正己烷 ( 4 m2 )池火焰和煤油 ( 12 m2 )池火焰实验数据(用热电偶和辐射计测量温度 )得到火焰温度值。发现由实验数据推导火焰温度时困难较大。

图像处理技术在炉膛火焰温度场分布中的应用

根据双色测温法原理 ,利用高温工业电视所摄取的彩色火焰图像中的彩色分量 ,运用数字图像处理技术 ,重建燃烧火焰的温度场分布 。

光学多道分析仪测定火焰温度空间分布

采用光谱双线法，用光学多道分析仪对酒精喷灯的火焰温度及其空间分布进行了测量，对影响测量的主要因素作了分析讨论。本工作可推广应用于多种类型的火焰。

基于ARM的火焰温度图像测量系统

火焰温度是燃烧过程的重要指标。为实现火焰温度的实时动态测量,设计一套基于ARM的火焰温度图像测量系统,其中包括图像采集与处理电路,并在此基础上开发相关软件,可实现火焰图像的采集、图像的预处理分析,最终获得二维火焰图像温度分布、最高温度、平均温度等参数,并可以在自带触摸屏上实现人机交互。为提高系统测量精度,在该系统中加入一套双光路成像系统,从而使每条光路实现单波长的光能成像。实验结果表明:该系统能实时准确地进行二维火焰温度的测量,采样频率最高30张/s,同时系统具有稳定性好、功耗和成本低等优点,可以大量应用到各类对温度监测响应要求较快的火焰监控现场。

多光谱反演火焰温度及烟黑体积分数研究

[目的]为准确了解火焰内部的温度与烟黑浓度分布,[方法]使用高光谱仪研究从火焰光谱强度图像反演的二维温度与烟黑体积分数的分布。首先,使用高光谱仪拍摄实验室乙烯层流扩散火焰,得到包含多光谱信息的高分辨率图像;然后,对图像波长进行分析和筛选,通过对黑体炉的标定得到多波长的辐射强度信息;最后,通过反演得到火焰温度和烟黑体积分数的二维分布。[结果]研究结果表明,得到的火焰温度与其他文献结果相比,最大温度偏差为2.77%,吻合较好。[结论]研究得到的火焰温度和烟黑体积分数的分布结果具有准确性。

基于彩色火焰图像的铝、硼纳米颗粒燃烧特性

用彩色数码相机拍照结合图像处理的诊断方法研究了铝、硼纳米颗粒的燃烧特性和机理,得到了铝、硼纳米颗粒火焰的形貌特征、温度分布及着火时间等。燃烧实验中使用多元扩散平焰燃烧器（Hencken燃烧器）提供可控的高温环境,利用固体颗粒乙醇溶解-超声分散-雾化-干燥的给粉方式产生高分散的纳米气溶胶,并在不同工况下对纳米颗粒火焰进行拍照。从所得彩色图片中提取红、绿、蓝三色通道信号,结合普朗克辐射定律获得颗粒的辐射强度信息及温度信息。结果表明：不同环境温度会导致不同的颗粒变温历程。高温环境下铝、硼颗粒经着火后颗粒温度逐渐下降,而低温下由于氧化层多晶相变的影响铝颗粒温度先缓慢升高而后缓慢下降,硼颗粒温度则几乎维持恒定。硼颗粒着火过程可分为着火延时和着火两个阶段,通过火焰图像定义了相应的时间,测得的硼颗粒着火延迟时间为1.17-2.98ms,着火时间为0.31-0.85ms。

天然气冲天炉富氧燃烧器火焰特性的数值模拟

设计了一种新型天然气冲天炉富氧燃烧器,并建立物理模型和数学模型。利用CFD软件fluent模拟了不同甲烷喷入量和过量空气系数对燃烧室最高温度、体积平均温度、出口平均温度等的影响规律,为今后相关燃烧器设计工作提供理论依据。

氧气加入方式对富氧燃烧特性影响规律的数值研究

以一种天然气冲天炉富氧燃烧器为研究对象,并建立了燃烧器燃烧的物理模型和数学模型。利用CFD软件Fluent分别模拟研究了在不同空气和燃料预热温度下两种氧气加入方式对富氧燃烧的火焰温度分布状况、NOx生成量等燃烧特性的影响规律,为以后该类型燃烧器的设计提供了理论依据。