原创《基于彩色CCD三基色温度图像检测方法》：本论文为您写三基色毕业论文范文和职称论文提供相关论文参考文献，可免费下载。
摘 要：随着科技的发展和环境要求的提高,对炉膛火焰的检测也越来越高.通过对普通彩色CCD摄像机获取的火焰图像进行研究,建立了一种不需要参考点的火焰投影温度场三色测量法.不但能显示炉内火焰燃烧的实时图像,还能直观的输出温度场分布图,为控制燃烧提供了有力的保障.
关键词：炉膛火焰 温度 图像 三色测量
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-1578（2017）09-0028-03
在我国电力工业中,火电装机总量在2011年达到了全国发电机组装机总量的72.50%,其中燃煤发电是主要方式,针对越来越多的大容量机组,仅对单燃烧器进行检测已经不能满足实际生产的需要,必须对全炉膛进行全方位的检测, 炉膛火焰检测不仅要保证燃烧器安全正常工作,还要尽量减少污染物的排放、降低能源损耗,因此对炉膛火焰检测的要求越来越高.在现实生产过程中,通过对炉膛火焰进行更精确的定量分析,计算出其温度场和辐射信号,为提高炉膛环保和经济效益提供有力的保障.[1]
常用的温度测量方法种类繁多,各种测温法都是基于测温介质某一个或某几个物理化学性质和温度之间存在一定的关系,通过研究物体这些性质和温度之间的关系,总结出各种测温方法,温度测量方法主要分为接触式温度测量和非接触式温度测量.
接触式测温,具有测量精度高、使用方便的特点.在发展非接触式测温时,常常通过接触式测温方法,对温度进行标定.在高温测量中,主要应用传统的热电偶温度计和黑体腔温度计进行测温.其最大的缺点就是响应速度慢、误差较大、难以实现温度场的测量.所以接觸式测温一般只在锅炉热态特性实验中,利用测枪进行一次较全面的多点测量,而在实际生产中,仅在锅炉内的关键位置进行局部测量,作为温度场的一个参考值.
非接触式测温方法由于测温元件不需要放置在被测介质之中,对于被测介质不会产生影响,也降低了对测温介质的材料要求,在高温测量中相比接触式测温法更具有优势.非接触式测量方法分为两大类,一类是通过对被测燃烧介质的热力学性质进行研究,推导出其温度场,比如基于声学的声波法测温；另一类是通过对火焰的辐射特性进行研究,推导出温度场,一般称之为辐射法测温.
1 基于双色法的炉膛火焰温度场测量
在众多的温度测量方法中,由于电厂锅炉往往尺寸较大,并且燃烧情况复杂,辐射法相比其他方法具有明显的优势.经过实践验证,双色法完全能满足炉膛火焰温度场测量的要求,并且研究者们已经设计出多种基于双色法的温度测量方法.
1.1 双色法测温的基本原理
根据热力学第三定律,自然界中任何物体的温度都高于绝对零度,所以都能产生热辐射,并且都以它的特有的频谱特性向外界辐射能量.
一般物体发出的光谱辐射亮度可以用它的表面温度T和表观发射率ε（λ,T）及周围环境温度,TE表示：
L（λ,T）等于 +1-ε（λ,T） 1-1
式1-1就是黑体辐射的Planck定律,其中C1、C2、被称为第一、第二辐射常数,其值分别为3.742×10-16W·m2和1.4388×10-2m·k.ε为物体表观发射率,λ为波长,T为辐射体温度,TE为环境温度.
在煤粉燃烧火焰辐射的波长范围300-1000nm及温度范围800-2000K内,由此可知λT< Eλ（T）等于 exp（- ）ε（λ,T） 1-2 上式中,Eλ（T）为燃烧火焰的单色辐射能W/sr/m3,为人工黑体辐射率,λ为辐射波长,C1、C2为Plank常数,其值分别为3.742×10-16W·m2和1.4388×10-2m·k.其中,ε（λ,T）是波长的函数,这就决定了煤粉燃烧火焰辐射特性的复杂性. 式（1-2）,Wien辐射定律,就是双色法测温的理论依据.[2] 1.2 两种常用的双色法测温度 目前,双色法测温广泛的应用于实际生产中,并且表现出了极大的优势.比较常用的有： 方法一：依据式（1-2）对火焰辐射温度进行检测时,为了避免标定的困难,大多数研究者都选择了标定相对简单的双色法进行检测,该方法对温度测量的精度是由两个或多个波长下辐射率的相近度决定的.为了获得燃烧火焰的温度图像,就必须获取两个波长下火焰的单色辐射能图像.在两个波长λ1、λ2下若同时测量到由同一点发出的单色辐射能E（λ1,T）、E（λ2,T）的测量值S1、S2,则当忽略不同波长下辐射率的变化时两者的比值为： 等于 等于 exp- （ - ） 1-3 式中,因为忽略了波长变化引起的辐射率变化,并且保证在图像采集时对于两个通道的增益也相同,所以有相等的系数k,对（1-3）进行求解,则可以得到温度T： T等于 1-4 采用这种方法时,对于采集到的图像信息,必须保证是从同一点的辐射信号中采集的两个不同波长λ1、λ2,下的单色辐射能,这需要复杂精密的光、机、电系统.而且,因为忽略了不同波长对于辐射率的影响,所以在要求这两个波长比较接近,而由式（1-4）可知,两个波长的选择又不能太接近,这就对实际测量中的精度造成了一定的影响. 方法二：通过检测元件测得同一点发出的三个工作波长λ1、λ2、λ3,以及其对应的单色辐射能E （T）、E （T）、E （T）,代入式（1-2）中,得到三个方程组,联立求解可得： T等于 1-5 令k等于 ,并且设三个信号通道的信号输出为：R、G、B.设一个以R、G、B为参数的函数关系式： f（R、G、B）等于 1-6 对 f（R、G、B）进行拟合： f（R、G、B）等于aR+bG+cB 1-7 三基色论文参考资料： 结论：基于彩色CCD三基色温度图像检测方法为关于对写作三基色论文范文与课题研究的大学硕士、相关本科毕业论文三基色灯管论文开题报告范文和相关文献综述及职称论文参考文献资料下载有帮助。
