Measurement of a Three－dimensional Gas Temperature Field with Holographic Interferometry

It is well known that optical tomography can accurately and quantitatively reconstruct the refractive index field of a transparent medium and display the three dimensional image of other physical quantities relevant to temperature or density. In this paper, a new multidirectional holographic interferometric system is built, and two kinds of image reconstruction algorithms are introduced and an automatic image processing system of interferogram is designed. A three dimentsional asymmetric gas flow field above a combustor is expertmentally investigated with holographic interferometry. The reconstructed temperatures are similar to those measured with a thermocouple.

一种基于传感器MLX90640的红外热成像仪设计方案

通过实验法,以传感器MLX90640和单片机GD32F103为内核,搭配ILI9341显示屏,设计一款非接触式快速测温便携式的红外热成像仪器。仪器通过IIC接口实现单片机与传感器的数据交换,并将获取的红外测温温度值进行灰度转化与RGB565编码转化,最终以图像的形式显示在TFT-LCD上。如果设备检测到中心点温度高于设定阈值时可触发仪器报警,蓝牙通信模块发送异常信息到手机终端。方案证明了传感器MLX90640在红外热成像技术上的应用,在应对大流量的人员密集时具有较好的快速测温能力,且能够较精确地对当前环境进行测温监控,满足侦测隐藏式电子产品的需求。

基于红外热像仪的电控箱内电气元件温度监测系统设计

针对采煤机电控箱内电气元件检修依赖人力、需停机开盖检修等问题,提出基于红外热像仪的测温方案,根据采煤机主回路关键器件温度检测需求,结合电气元件红外辐射与温度对应的关系,研制了一套针对高压电气元件的红外测温装置,该装置可实现基于红外热力图的温度测量与分析,以及异常温度预警功能。

基于数字图像处理的温度检测算法研究

介绍了基于数字图像处理的温度检测技术原理。针对神经网络温度计算法在计算煤炉的温度时存在较大误差问题,提出用最小二乘法和改进输入的神经网络法计算温度。这两种算法以彩色CCD摄像机输出的三基色之间的比值为自变量或输入量,更好地体现了比色测温原理,因此能较好地消除在实际测温过程中黑度系数、烟尘和火焰脉动对计算结果带来的影响。通过在煤炉上的实验表明,这两种方法的计算精度均高于原神经网络法的精度,而改进输入的神经网络温度算法的计算精度略高于最小二乘法的计算精度,而最小二乘法更加简单实用。

采用对象分割和图像配准方法的变电站红外预警系统

为了早期发现变电站事故隐患,建立了一个红外温度巡检与预警系统,该系统能够自动循环采集变电站电气设备的红外图像,通过提取目标设备的温度信息进行故障判别。为了解决机械传动造成的图像位置偏差导致系统难以对感兴趣设备进行定位监测的问题,提出了一种基于对象分割和图像配准的校正方法,首先对图像进行对象分割和组态定义,并将待测目标提取出来,然后采用基于相位相关和Harris角点匹配的图像配准方法对序列偏差图像进行配准。使用上述方法对某变电站中获取的15组电气设备红外遥视图像进行了实验,平均正确匹配率达到93.3%,并且配准精度较高,达到了亚像素级。实验表明该方法能够对偏差图像进行有效校正,使系统能够及时准确地获得设备部件的温度,保障监测系统的可靠运行。

改进神经网络的红外成像测温算法

根据热辐射理论和红外成像仪的测温原理,推导了被测物体表面真实温度的通用计算公式以及红外图像的热值与真实温度的对应关系。针对神经网络温度计算法在计算温度时存在较大误差的问题,提出用最小二乘法和改进输入的神经网络法计算温度。这两种算法以红外成像仪输出的三基色之间的比值为自变量或输入量,更好地体现了比色测温原理,因此能较好地消除在实际测温过程中发射率、烟尘和火焰脉动对计算结果带来的影响。通过仿真结果表明,这两种方法的计算精度均高于原神经网络法的精度,而改进输入的神经网络温度算法的计算精度略高于最小二乘法的计算精度。

基于辐射图象处理的炉膛燃烧三维温度分布检测原理及分析

采用数字化摄象装置从电站锅炉炉膛第三级燃烧空间摄取燃烧辐射圈象时，所得到的二维灰度分布图象实质上是燃烧介质的三维辐射能量通过光学成象的方式在图象传感器（如CCD靶面）二维平面上的某种累积效应，以此原理为基础，本文建立了二维辐射国象和三维辐射能量（温度）分布的数学关系式，并从比色测温法入手，从理论上解决了其中难度较大的从幅射能转换到图象灰度的定量关系问题，使得这种方法变得简单易行。最后对这种方法实施的可行性进行了分析，并讨论了改进测量精度的途径。这种方法容易推广到内燃机燃烧、航空发动机燃烧等场合的三维温度分布检测中。

大型电站锅炉炉内三维燃烧温度场可视化实验研究

本文利用 8只火焰图像探测器和相应的计算机图像采集处理系统,在一台 200 MW 四角切圆燃煤锅炉上进行了炉膛三维温度场可视化实验研究。现场实验结果表明,炉膛上部温度分布较低,并且呈典型的单峰形状;燃烧器区域的温度分布较高,能够反应四角切圆燃烧特性。用水冷枪抽气热电偶对温度场可视化结果进行了检验,相对误差在5％之内。三维温度场可视化结果刷新一次的时间不超过5秒,满足在线监测的要求。

发展中的锅炉炉内温度测量技术

介绍了当今世界上两种比较先进的锅炉燃烧高温测量技术 ,即基于图像处理的温度场测量技术和声学测温技术 ,并对它们进行了分析比较 ,指出了有关技术消化吸收急待解决的问题及发展方向。

图象比色法温度场实时检测的研究

采用ＩＣＣＤ作为探测器，用比色法检测温度场，可以快速获取温度场全面信息，达到实时检测及控制的目的。然而由于ＩＣＣＤ响应动态范围有限，测温范围受到限制，同时双波长的选择是一个困难的问题。作者提出了采用不同的曝光时间分区测量温度场的方法，以扩大检测温度范围，同时在一定温度范围内，为了得到较高、较均匀的灵敏度，通过对系统模拟计算得出了系统工作双波长的理想选择，这些理论分析与试验结果基本一致。

基于非接触式温度测量中的高温熔体识别方法

提出一种基于灰度阈值分割的高温熔体识别方法。采用双峰法和最大方差自动取阈值法分别确定预分割阈值,再根据高温熔体的灰度值近似相等选择合适的分割阈值,使所分割的目标的灰度值的等级数较少,并使高灰度值的R色总数最多。根据这种方法,利用MATLAB软件,对拍摄的某铜冶炼厂高温熔体图像进行仿真实验,结果表明对于目标和背景对比强烈的图像,采用双峰法分割效果较好;而最大方差自动取阈值法更适用于图像中目标占很大比例的情况;这种识别方法能自动调整不同拍摄条件下的图像分割阈值,从而准确地识别目标。

基于辐射图像处理的单火嘴三维温度场测量

利用辐射图像处理方法对一台单火嘴卧式试验炉开展了三维温度场测量的实验研究,并结合温度分布分析了燃烧器火焰长度、火焰直径等特征参数,与图像边缘提取算法得到的火焰外形参数一致.通过多支热电偶对温度场监测精度进行了验证,测量误差小于6%.将三维温度场测量技术应用于单燃烧器火焰监视,有助于全面了解火焰燃烧状态,指导燃烧器优化设计.

水泥回转窑窑头自动看火系统原理与应用

本文基于多媒体计算机和光学辐射原理，提出了一种水泥回转窑窑内温度分析新技术，对水泥回转窑窑头工业摄象机摄取的窑内彩色图象进行实时处理，得到窑内烧成带实时温度分布图和其它一些状态参量。本文对基于该技术的水泥回转窑自动看火系统的实现和该系统的应用进行了介绍。

压力敏感涂料技术及其应用

20世纪80年代以来,随着生物化学、光学、信息技术和图形处理技术等领域的进展,压力敏感涂料(PSP)技术因其操作便利、成本较低、对流场无干扰和检测范围广等优点而得到广泛应用。本文通过对PSP技术基本原理、发展状况的阐述和未来发展方向的展望,以及该技术在内外流应用的实例,在力图展现PSP技术全貌的基础上,尽可能介绍PSP技术在内外流应用中的差异、温度敏感涂料的作用、内流校正方式与过程等内容。

多媒体高温炉窑温度分析系统

本文提供了一种多媒体高温炉窑温度分析技术，介绍了基于该技术建立的高温炉窑温度分析系统。该系统可以提供高温炉窑的实时窑内温度分布图和其它工况参量。本文根据该系统在水泥回转窑中的应用结果对系统性能进行了分析。

连铸热坯表面温度可见光谱CCD辐射测温方法

针对连铸坯表面测温现状和存在的问题,建立了双色法(R、G)与单色法(B)相结合的实时测温模型。采用可见光面阵CCD图像传感器进行铸坯表面图像采集,实验研究了不同光圈(F)与积分时间下的R(红)、G(绿)、B(蓝)三基色值随温度的变化规律和动态响应区间。利用计算机图像处理技术建立了连铸热坯表面二维温度场与RGB的关联关系,实现了连铸热坯表面温度场的在线测量。通过控制CCD传感器光积分时间以提高CCD传感器的动态响应范围,为实现连铸坯表面温度场在线测量提供了理论基础和技术支撑。

基于图像处理的回转窑火焰温度测量技术研究

在烧结法生产氧化铝过程中,为监控回转窑内部燃烧状况,提高熟料质量,采用了数字图像采集与图像处理的方法,并通过对燃烧火焰和烧成熟料图像的数据分析与平滑滤波,得到火焰强度和熟料等级两个数字化特征值,为回转窑的操作优化和自动控制提供了可靠的依据。

图像比色法在炉膛火焰温度场实时监测的研究

提出了一种基于比色测温原理 ,运用数字图像采集、处理技术和面阵CCD成像技术测量锅炉炉膛火焰温度场分布的监测系统。论述了该测温系统的测量原理和系统结构。通过实验给出了利用该系统测量所得的结果。实验结果表明 ,利用比色测量法可以计算出火焰温度场的瞬时分布 ,以此为依据可以判断锅炉燃烧的稳定性 ,并在异常情况下发出报警信号 ;采用双色信号对比的办法可以较好地消除环境及发射率的影响 。

数字图象处理技术应用于温场分布在线测量

首先阐述在恶劣环境下的工业生产中采用成象光谱法来监测温场分布的理由 ,然后结合面阵 CCD成象技术和数字图象处理方法 ,选用恰当的波长搭配 ,进行合理的设计 ,研制出新的成象光谱数字图象温场监测装置。利用黑体的标定证实理论和设计的正确性 ,并在现场测试中取得满意的结果。

红外测温技术在表面温升快速检测中的应用

将红外测温系统(ITMS)应用于电器产品可触及表面温升的检测中,引入光学图像以增强红外图像的可视性,建立了一套电器产品的安全性能快速检测系统。分析了系统功能模块和系统构架,阐述了系统的工作流程和检测方法。试验检测表明,该测温系统可以应用于一线检验现场和企业生产现场的产品在线检测工作中,提高了检测的快速性及准确性。