火焰图像

摘要： 大型炉膛内三维燃烧场与炉内燃烧过程的安全性、经济性和污染物排放水平密切相关。相对于其他大型炉膛内三维温度场可视化监测技术(声学层析成像法和吸收光谱层析成像法),热辐射成像法具有系统紧凑、易于实施等特点,且时间分辨率和空间分辨率较高,具有较大的应用潜力。介绍了大型炉膛内热辐射成像原理;分析了辐射传递反问题的不适定性;综述了辐射传递反问题求解方法研究进展。构建大型炉膛内热辐射成像模型即利用热辐射成像矩阵,将炉膛边界传感器接收的辐射能量分布与炉内温度场、介质和壁面辐射特性联系起来;计算热辐射成像矩阵的关键在于获得介质和壁面单元散射或反射份额的分布,目前通常使用DRESOR法、逆向蒙特卡洛法等进行求解。通过热辐射成像矩阵的条件数判定可知,热辐射传递反问题是不适定性的,导致解的不唯一性甚至不存在性,以及微小测量误差会引起温度场重建的不稳定。目前求解该类不适定问题,主要有优化方法和正则化方法2类。优化方法可分为传统优化方法和智能优化方法。传统优化方法基于梯度计算,通过反复迭代计算减小目标函数,常见有最小二乘法、共轭梯度法等;但该类方法对初值依赖大,需要对目标函数求导数且无法获得全局最优解。智能优化方法基于概率搜索,由相应算法设定随机解,并在求解空间中寻找最优解,特点是无须已知优化问题的精确数学模型,也无需求解目标函数的梯度。可根据对象数量,分为基于生物群体模拟和基于生物个体模拟。前者包括微粒群算法、遗传算法等,需要构建目标函数且搜寻最优解的耗时较长;后者包括人工神经网络、支持向量机等,无需获知预测问题的数学映射关系,经过训练即可获得最接近实际输出值的结果,但训练数据集的质量是影响预测精度关键因素之一。另外一类常见的处理不适定问题的方法是正则化方法,利用与原不适定问题毗邻的一系列适定问题的解近似代替原问题的解,包括吉洪诺夫正则化、截断奇异值分解等。该方法已用于多种燃煤机组锅炉内的三维温度场重建,具有较高的重建精度和效率。尽管热辐射成像法重建炉内三维温度场时需要考虑光学厚度等影响因素,但在一定适用范围内,能够较好地再现炉内真实温度场的分布特征。并且从三维空间考虑辐射传递方程,本质就是一种三维检测技术。随着成像技术的发展(光场相机、多/高光谱成像仪等),也为热辐射成像法用于大型炉膛内三维温度场重建指明了新的发展方向。

摘要： 陶瓷梭式窑是一种应用于陶瓷生产的间歇式窑炉,其烧结区温度检测方式直接影响到陶瓷产品的生产质量。由于目前陶瓷梭式窑热工检测精度低,所以用火焰图像识别来代替传统热电偶检测从而提高温度检测精度。针对陶瓷梭式窑烧结区火焰图像识别问题,提出了一种基于改进的卷积神经网络火焰图像分类方法。该方法在优化的Inception-ResNet-V2卷积神经网络模块基础上嵌入SE模块,从而提高网络对关键特征的注意力,自适应细化提取特征并提高分类效果。实验结果表明,改进的卷积神经网络能够提高火焰图像分类精度,收敛速度明显加快,且该方法的识别准确率相对于其他的火焰图像分类方法提高1.60%~5.57%,具有良好的分类性能。

摘要： 文章提出了一种大空间环境下火焰图像快速识别的算法.通过建立背景的统计特性模型确定了目标捕获的方法,通过初期火灾的发展规律得出了识别火焰颜色和形状特征的基本算法,利用模式识别算法给出了识别目标是否为火焰的算法.测试结果表明,该算法可以快速捕获和识别火焰图像,且误判率很低,能够作为大空间建筑初期火灾预警的依据.

摘要： 文章提出了一种大空间环境下火焰图像快速识别的算法。通过建立背景的统计特性模型确定了目标捕获的方法,通过初期火灾的发展规律得出了识别火焰颜色和形状特征的基本算法,利用模式识别算法给出了识别目标是否为火焰的算法。测试结果表明,该算法可以快速捕获和识别火焰图像,且误判率很低,能够作为大空间建筑初期火灾预警的依据。

摘要： 目的 图像复原是基于物理模型提高退化图像质量的一种客观方法,复原图像无失真且细节丰富.烧结机尾断面火焰图像可以反映料层的烧结状态,对烧结矿质量的检测起到至关重要的作用.由于烧结机尾环境恶劣,存在大量的烟气、粉尘以及亮度不均等干扰因素,导致相机采集到的烧结断面火焰图像存在退化现象.为消除这些影响,本文建立了烧结断面火焰图像退化模型,提出了有效的烧结断面火焰图像复原算法.方法 基于大气散射模型,采用一级多散射方法对烟尘多次散射过程进行简化,建立烧结断面火焰图像退化模型,依据Retinex理论,将场景成像分解为环境光照射分量与反射率的乘积,明确复原图像所求参数.1)求取原始图像亮度,利用Retinex理论分解原始图像,使用双边滤波来调整亮度图像,采用Sigmoid函数对反射图像进行增强,得到亮度平衡后新的烧结断面火焰图像;2)利用暗通道原理估计环境光值,结合引导滤波细化图像透射率分布;3)采用容差机制改进火焰区域的透射率,得到复原图像.结果 使用本文方法对单幅图像进行复原并与其他4种方法进行主客观评价,结果表明本文得到的复原图像亮度均衡,火焰区域细节清晰并且与烧结料层区别明显,在保持较高图像对比度的同时,图像信息熵和峰值信噪比分别为17.532 bit与22.127 dB,相比其他算法明显提高.结论 本文研究了烧结断面火焰图像的退化模型,提出有效的复原算法,实现了Retinex理论与暗通道原理的有机结合,复原图像质量较高,为烧结火焰特征准确提取打下基础.

摘要： 陶瓷梭式窑是一种常用的间歇式陶瓷产品生产窑炉,其烧成带温度检测方法与陶瓷产品生产质量息息相关,因而研究其烧成带温度优化检测方法和算法具有重要意义.本文针对陶瓷梭式窑烧成带温度基于模式识别提出了一种优化检测方法和算法.首先对陶瓷梭式窑火焰图像进行预处理,利用L*a*b*颜色空间和灰度共生矩阵提取火焰图像的颜色特征和纹理特征构成特征向量,其次将特征向量输入到概率神经网络进行识别分类,最后利用温度信息数据与火焰图像得到的综合数据库来确定火焰图像对应的温度值从而识别陶瓷窑炉烧成带温度.实验结果表明所设计的火焰图像模式识别分类器具有较好的火焰图像识别率.因而,所提出的陶瓷梭式窑炉温度智能检测方法是可行和有效的.

摘要： 根据火灾燃烧时会产生红色光和蓝色光的火焰的特性,采用具有亮度和红、蓝2种颜色信息的YCbCr彩色空间提取火焰特征.采用BP神经网络建立火灾检测模型,YCbCr所提取的亮度分量和红、蓝2个颜色分量作为神经网络的输入.利用100组样本图像训练神经网络模型,通过反向传播来改变神经网络的权值和阈值,从而减小误差.利用10组火灾样本图像和10组干扰样本图像验证模型的有效性.

摘要： 论文介绍了氧化铝熟料回转窑的两种对火焰图像进行处理方法;为了更好地研究火焰图像所包含的信息,必须将火焰图像中的特定目标从背景中分离出来,提出一种基于阈值的分割方法,实现对火焰图像的分割。

摘要： 本文分析了锅炉炉膛火焰图像处理系统结构,通过从多幅火焰图像中综合得出反映火焰图像的特征参数.实验结果表明,火焰图像特征参数与炉内燃烧状况有紧密的联系,能很好地反映出燃烧状态的变动情况,这对锅炉燃烧状态、灭火预警、炉膛安全监控系统(FSSS)的分析,以及生成燃烧状态智能诊断模型有重要的意义.

摘要： 从火焰图像中提取燃烧信息进行燃烧诊断与控制,是目前锅炉燃烧检测领域中的一个新方向,也正成为火焰检测技术发展的主流.本文提出了利用小波变换对火焰图像进行边缘检测从而提取火焰燃烧的特征量,以实现对炉膛火焰有火、无火的判断的方法.实验证明该方法比传统的数学算子法更加高效,而且对于锅炉的安全和经济运行都非常有益.

摘要： 论述了早期火灾火焰的主要特征，利用数学形态学对早期火焰图像进行处理，提取的火焰图像边缘比较光滑，同时提取的图像骨架也比较连续，断点少。对火焰的二值化后的图像进行数学形态学的开运算，即先腐蚀，再膨胀，从实验结果可以看出，该算法可以很好的识别和区分火焰和其他干扰源。

摘要： 为了有效、可靠地进行火焰检测,本文在电站煤粉炉火焰图像分析中引入圆度分析的方法,并应用于实际采集数据。分析结果表明,圆度特征能够反映炉膛燃烧情况的变化。

摘要： 以不同质量比的柴油与汽油混合物为燃料,对不同尺度圆形油池火的脉动频率进行了实验研究.实验中使用的油盘直径分别0.10m、0.15m及0.2m.通过对实验过程中火焰连续动态图像序列的分析,获得了火焰脉动频率的结果.对相同尺度油盘脉动频率的均值进行了回归拟合,给出了预测火焰脉动频率与油盘直径的关系式.与Malalasekera的研究结论进行比较,由本研究实验所得的预测模型结果,较Malalasekera的预报结果要略小.结合动态火焰图像序列的分析,可能是由于油盘内液体燃料受到火焰辐射热反馈波动引起燃料蒸发滞后造成的.

摘要： 燃烧火焰的温度测量对于燃烧状态的判断和诊断有十分重要的意义.应用彩色CCD摄像机获取燃烧火焰光学影像,利用数字图像技术计算火焰温度场成为热门课题.本文分析了双色法测温的原理,并用MATLAB 软件开发设计了测温系统,而后对设计的测温系统进行标定并以蜡烛为测试对象检验了系统的精确性.

摘要： 计算机视觉是目前计算机技术研究的热门课题之一,目标对象特征的选择和提取是计算机视觉的核心问题.在分析和研究火焰图像中火焰预判方法的基础上,提出了从纹理、动态、几何3个方面筛取火焰图像的组合特征,并且重点介绍了动态特征的提取方法.在火焰识别的特征选择方面做了较深入的研究,综合利用了火焰的内容特征,基于遗传算法提出了新的适应度函数,使得特征选择更加科学,而基于结构风险最小化理论的SVM在识别过程中可充分发挥优势,因此在实验中取得了理想的效果.

摘要： ECT方法由传统的多相流检测扩展到火焰分布的实时检测,除了需要解决感应机理、成像算法等问题外,探索合理的标定方法对于准确而详细的火焰分布信息的获得有着十分重要的意义.本文针对火焰介电系数不易确定且随时间和空间波动较大的特点,提出采用多点标定的方法.通过探索高标定物质,确定最佳量程范围,最终获得完全非饱和状态火焰图像,保证测量精度,并获得火焰的局部细观分布特性。同时,本文基于ECT传感器数学模型和多点标定数据,获得了被测区域内火焰介电系数的平均分布信息,这对于检测过程中ECT感应机理的探索来说是一种突破.

摘要： 本文通过三维温度场可视化监测系统,对一台660MW机组W型燃煤锅炉内的三维温度场进行了实时在线检测,给出了检测得到的炉内三维温度分布.采用便携式炉膛火焰温度图像检测系统和红外高温计对三维温度场可视化结果进行校验.检测结果表明以上三种测温方法检测结果较为一致,相对误差小于10%.检测结果反映了炉内燃烧状况和炉内存在的燃烧问题,能够为电厂锅炉燃烧性能分析、技术改造及安全和经济运行提供指导.

摘要： 本申请涉及一种用于提供波动火焰的移动图像的火焰模拟组件，火焰模拟组件包括：具有底部、顶部、后壁和两个侧壁的包壳；沿着后壁布置的光源；具有多个反射性闪烁元件的旋转闪烁棒，闪烁元件被布置在光源的路径中并且被配置成用于将光向上朝向后壁在光源上方的部分反射；具有多个非连续火焰节段的火焰屏，多个火焰节段中的每一个均具有弯曲的边缘和尖锐的点；以及用于接收来自闪烁元件的穿过火焰屏的反射光的成像壁；其中，来自闪烁棒的穿过火焰屏的反射光提供真实的火焰形状，火焰形状在更靠近火焰屏的基底处比在顶部处显得更宽。本披露提供了独特且新颖的具有改善的火焰外观、更好的设计、更少的部件和更少的成本的火焰模拟组件。

摘要： 本申请提供了一种用于提供火焰移动效果的火焰模拟组件，所述组件包括：光源；布置在所述光源上方的成像壁；具有多个反射性闪烁元件的旋转闪烁棒，所述闪烁元件被配置且安排成用于反射来自所述光源的光并在所述成像壁上产生波动的光，所述闪烁棒被布置在所述光源的路径中；以及模拟燃料床；其中，来自所述光源的光的一部分间歇地穿过所述旋转闪烁棒上的所述多个闪烁元件，以照亮所述模拟燃料床并在其上产生发光或燃烧的效果。

摘要： 本申请涉及一种用于提供波动火焰的移动图像的火焰模拟组件，火焰模拟组件包括：具有底部、顶部、后壁和两个侧壁的包壳；沿着后壁布置的光源；具有多个反射性闪烁元件的旋转闪烁棒，闪烁元件被布置在光源的路径中并且被配置成用于将光向上朝向后壁在光源上方的部分反射；具有多个非连续火焰节段的火焰屏，多个火焰节段中的每一个均具有弯曲的边缘和尖锐的点；以及用于接收来自闪烁元件的穿过火焰屏的反射光的成像壁；其中，来自闪烁棒的穿过火焰屏的反射光提供真实的火焰形状，火焰形状在更靠近火焰屏的基底处比在顶部处显得更宽。本披露提供了独特且新颖的具有改善的火焰外观、更好的设计、更少的部件和更少的成本的火焰模拟组件。

摘要： 本发明公开了一种采用光谱检测的火焰彩色图像标定及温度图像检测方法，包括以下步骤：(1)设定火焰温度图像上有M×N个像素点，任意一点表示为(i,j)，i的取值范围为从1到M的整数，j的取值范围为从1到N的整数，将针对火焰中心方向对应的像素点设为(i0,j0)。本发明中，利用光谱仪获得火焰中心点的辐射强度，再利用彩色CCD相机获得二维温度彩色图像，建立R、G、B值与辐射强度之间的关系，求得火焰中心点的标定系数，利用标定系数标定二维图像上的每一个像素点，采用迭代的方法求得每一个像素点的温度与发射率，完成二维火焰彩色图像标定，本方法设定辐射率是波长的一阶函数，能够实时检测出每个波长下的辐射率，提高测温结果的准确性。

摘要： 一种火焰图像探头及用其实现火焰图像采集的方法，用于图像处理和工程热物理领域。本发明探头是一种多层套管结构，光纤镜头套在金属散热管内，之间由微型漏空扇形圆盘架固定，在金属散热管外再套绝热陶瓷管，热线阻隔半球形玻璃罩设置在绝热陶瓷管最前端，最外层由绝热陶瓷管和热线阻隔半球形玻璃罩连接构成光纤镜头的绝热层。采集方法如下：火焰图像探头安装在锅炉二次风的风道中，光学镜头安置于二次风口后端，调节光纤曲率来改变光学镜头仰角，镜头产生的光学成像通过光纤导向传至锅炉外墙设置的电荷耦合器，经电荷耦合器转换后的彩色图像电子信号经视频电缆远距离送至中央控制室对图像进行处理，并根据控制系统的控制策略计算控制量输出。

摘要： 本发明提供了一种用于火焰图像获取设备的机箱以及火焰图像获取设备，包括：基板；镜头；分光单元，与所述镜头相耦合并且安装在所述基板上，用于将进入所述镜头的光分为两路或更多路，所述分光单元具有两个或多个输出端口，每个输出端口输出一路光；和两个或更多个不同的图像采集装置，可拆卸地安放在所述基板上，各个所述图像采集装置的自身镜头可拆卸地与分光单元的输出端口之一不漏光地严密对接。

摘要： 一种火焰图像探头及用其实现火焰图像采集的方法，用于图像处理和工程热物理领域。本发明探头是一种多层套管结构，光纤镜头套在金属散热管内，之间由微型漏空扇形圆盘架固定，在金属散热管外再套绝热陶瓷管，热线阻隔半球形玻璃罩设置在绝热陶瓷管最前端，最外层由绝热陶瓷管和热线阻隔半球形玻璃罩连接构成光纤镜头的绝热层。采集方法如下：火焰图像探头安装在锅炉二次风的风道中，光学镜头安置于二次风口后端，调节光纤曲率来改变光学镜头仰角，镜头产生的光学成像通过光纤导向传至锅炉外墙设置的电荷耦合器，经电荷耦合器转换后的彩色图像电子信号经视频电缆远距离送至中央控制室对图像进行处理，并根据控制系统的控制策略计算控制量输出。

摘要： 本申请提供了一种用于提供火焰图像的火焰模拟组件，其包括：包含多个灯的线性阵列的光源；布置在光源上方的成像壁；具有多个反射性闪烁元件的旋转闪烁棒，闪烁元件被配置且安排成用于产生波动的光，闪烁棒被布置在光源的路径中；以及布置在光源的路径上的导光罩，罩包括限定了多条通道的多个壁，多条通道各自被配置成用于引导所述光。本披露提供了独特且新颖的具有改善的火焰外观、更好的设计、更少的部件和更少的成本的火焰模拟组件。

摘要： 本申请涉及一种用于提供波动光的形式的火焰图像的火焰模拟组件，所述火焰模拟组件包括：包含多个灯的线性阵列的光源；布置在所述光源上方的成像壁；具有多个反射性闪烁元件的旋转闪烁棒，所述闪烁元件被配置且安排成用于产生波动的光，所述闪烁棒被布置在所述光源的路径中；大致上包围所述闪烁棒的成型一件式包壳，所述成型包壳包括位于所述闪烁棒上方且位于所述闪烁棒的旋转轴线前方的模拟余烬部分、以及位于所述闪烁棒上方且位于所述闪烁棒的旋转轴线后方的火焰屏部分；所述闪烁棒被配置且安排成用于间歇地将光反射到模拟燃料床上以便在所述燃料床上产生发光的效果，并且将光反射到所述成像屏上以便在所述成像屏上产生模拟火焰。

摘要： 本实用新型公开了一种基于火焰图像和深度学习的燃烧工况图像监测装置，包括冷却套管、光学视镜、工业相机、水夹层、气夹层、冷却水进口、冷却风进口、冷却风出口、电源接口、视频信号接口，首先利用图像监测装置，采集不同燃烧工况下的火焰图像；将火焰图像预处理后分为训练集、验证集和测试集；建立卷积稀疏自编码，利用训练集进行无监督训练；完成训练的卷积稀疏自编码用于提取验证集图像的深层特征；建立Soft‑max分类器，利用验证集图像的深层特征与标签进行监督训练；完成训练的Soft‑max分类器能够对图像深层特征进行准确分类，从而实现燃烧工况识别；在燃烧工况监测领域中具有良好的应用前景。