基于DSP的嵌入式炉膛火焰监测系统

针对电站锅炉火焰监视和燃烧诊断系统中火焰图像处理计算能力差、实时性差等问题,提出了一种以数字信号处理为核心的嵌入式火焰监测系统设计方案.系统采用EMP240控制图像的采集与存储,由TMS320VC5416实现温度场测量及燃烧诊断算法,LPC2378作为主控制器负责系统管理、人机界面和网络通信.解决了数字图像海量数据处理和复杂算法采用通用CPU无法实时运行的瓶颈,并且使火焰监控和燃烧诊断的实时性和可靠性得到了保证.     

高炉风口回旋区断面温度场数值化研究与应用

对风口回旋区内煤粉燃烧火焰断面温度场分布进行数值化研究,有助于诊断高炉风口回旋区煤粉的燃烧状态和了解炉缸的工作状况,同时可以指导改进氧煤燃烧器,改善氧煤燃烧工艺和高炉喷煤操作.采用非接触辐射测温理论和技术,建立了高炉风口回旋区断面图像的二基色(RG)信息与温度间的关系模型,进行了二维平面投影火焰温度场测量,并绘制了回旋区断面温度场等高线.试验结果表明:这种测温技术可行,与抽气式热电偶测量结果相比,准确度达98.09%.     

用二色法研究涡流室燃烧过程

利用二色测温法原理，研制了一套测量涡流室火焰二维温度场和碳粒浓度场的系统。通过实验证实涡流燃烧室的火焰结构有很大的空间不均匀性—预混合燃烧和扩散燃烧发生的时间、强度、持续时间以及二者的比例在各点是不同的。     

基于神经网络的电站锅炉燃烧诊断方法研究

根据电站锅炉燃烧过程的特点,利用图像处理技术提取了表征火焰燃烧特性的特征量,提出了基于BP神经网络的锅炉炉膛火焰燃烧状态的模式识别方法.针对锅炉燃烧诊断实时性强的要求,设计开发了一套PC机加信号处理系统(DSP)的实时图像采集与燃烧诊断系统,在200MW锅炉上进行试验.结果表明,该系统简便实用,可实现锅炉运行过程的燃烧诊断,为电站锅炉的安全、经济运行提供可靠的依据,具有一定的工程应用前景.     

直线运动火源扩散火焰二维温度场特征

利用高速摄像系统,结合三色测温法和图像处理技术,研究了运动火源扩散火焰二维温度场受速度、加速度影响的变化规律.提出一种可实现测量此类直线运动火源扩散火焰二维温度场的方法,并提取运动火焰温度信息,分析了速度和加速度参数影响运动火源瞬态温度场特征的变化规律,实时获取了直线运动火源扩散火焰的瞬态运动图像序列.结果表明:同一加速度条件下,运动火焰区域平均温度的变化规律经历三个不同速度的变化阶段.不同加速度条件下,运动火焰区域平均温度、最高温度随速度的变化规律具有相似性.此测温方法可解决直线运动火源扩散火焰温度场重建问题,为研究运动火源燃烧机理提供了一种新的分析方法.     

电预热多孔介质燃烧器内柴油燃烧的实验研究

通过建立电预热式多孔介质燃烧实验系统,在不需二次点火情况下,实现了液体燃料的预蒸发自维持燃烧.在确定电预热温度场稳定性基础上,分析了柴油在多孔介质内预蒸发燃烧的火焰特征与温度场变化规律,讨论了当量比和空气流量对燃烧特性的影响.结果表明:电预热系统具有很强的稳定性,维持稳定燃烧所需的最低预热温度约为750℃;实验观察到液体预蒸发燃烧过程中出现了稳定火焰和过滤燃烧火焰两种火焰形态;稳定火焰与气体预混合燃烧火焰类似,火焰区最高温度可达1 140.2℃,过滤燃烧火焰传播速度约为1 m/s;随着空气流量的增加,火焰面向下游移动且燃烧更加完全;当量比对温度分布影响较大,但其对火焰传播的影响相对较小.     

基于光场分层成像的火焰三维温度场测量

为了实现瞬态火焰的三维温度场的测量,提出了一种基于光场分层成像技术的火焰温度场测量方法.利用光场相机通过一次曝光,将各个聚焦平面的信息储存在一张原始光场图像上,通过光场重聚焦技术获得了不同聚焦面的火焰图像序列,结合图像反演算法得到了高精度、实时性的火焰各断层图像,进而实现三维温度场分布的重建.建立了基于光场分层成像技术的火焰温度测量系统,实现对火焰三维空间上4个断层面的温度场重建.结果表明,重建的第1,4层的火焰面积较小,低温区域位置较低,第2,3层的火焰面积较大,低温区域位置较高;每层的火焰分布都是中部边缘处温度最高,且各层的火焰分布之间有明显差别.火焰重建实验结果符合燃烧火焰的外形结构和内部的温度分布结构,证明了此方法的可行性.     

复杂温度场图像重建算法实验研究

在声学法燃煤锅炉炉膛火焰温度场重建中,重建算法是实现温度场重建的关键.提出一种新的复杂温度场图像重建算法,通过在温度场重建中加入先验信息矩阵,实现在较少声波飞行时间测量数据下的复杂温度场图像的重建.用该算法结合所研制的实验系统对实际燃烧火焰温度场进行了重建实验,给出了实验结果.实验结果表明,该算法可实现复杂温度场图像重建.     

基于彩色CCD的三色法测量炉膛火焰温度场分布

根据三色测温法原理,利用彩色CCD摄像机所摄取的火焰图象中的彩色分量,运用数字图象处理技术重建燃烧火焰的温度场分布,并对测量火焰温度的两大误差来源进行了分析和校正处理.     

高炉回旋区燃烧火焰三维温度场重构

建立了煤粉及焦炭燃烧火焰光束在回旋区内部的传输过程模型,提出了基于直吹管窥视孔方向CCD靶面热流分布的辐射传热方程(RTE)的蒙特卡洛(Monte Carlo)求解方法,分析影响回旋区三维温度场重建的辐射传递因子的影响因素.以及回旋区不同焦炭粒子浓度下回旋区的三维温度场重构问题,为实现回旋区工况的在线监测诊断提供了有效手段.     

基于人工神经网络的锅炉火焰温度场测量方法

讨论了用辐射测温方法测量高温煤粉炉温度场时存在的问题,提出了一种基于BP网络模型的温度场测量方法.利用设计的一套测量系统对某200 MW的锅炉的燃烧过程进行了试验,结果表明,与传统的比色法测量相比,该方法具有误差小、测量精度高、适应性强等优点,可满足系统燃烧诊断和实时测控的要求,工程上有一定的应用前景.     

循环流化床锅炉吸热量在线预测模型

基于图像处理的实时性和快速性,提出了一种循环流化床锅炉吸热量在线预测模型,建立了锅炉吸热量与火焰温度及其黑度的数学模型.从CCD探测器捕捉到的火焰图像中计算出火焰温度及其黑度,根据预测模型就可得出锅炉的吸热量.在480t/h超高压循环流化床（CFB）锅炉上安装了可视化在线检测系统并进行了模型验证试验.试验结果显示该模型...     

基于DSP的号码图像实时采集系统

针对便携式号码图像采集与处理设备,设计了一种基于DSP的号码图像实时采集系统。系统以DSP为核心处理单元,采用CMOS图像传感器采集图像数据,并将图像数据直接保存到系统指定的位置。设计中以CPLD为数据采集逻辑控制单元,实现同步时序控制及并串数据转换功能。实验表明,系统可按15幅/秒的速度实时采集到大小为176×62的清晰的号码图像,并具有DSP实时处理图像的可扩展性。     

基于DSP的数据采集与处理系统的设计

构建了一种基于DSP的数据采集和处理系统,介绍了系统硬件和软件设计方案,着重讲述了TMS320F2812型DSP在数据处理中的作用,设计实现了FIR滤波器和FFT算法。该系统通用性好,可靠性高,实时性强,可以实现快速的测量和传输。     

基于湍流气体火焰热图像特性的温度分布

利用数字图像计算机技术，开发出一套对火争热图像的实时采集与测量系统，在小型火焰试验台上，对湍流火焰的热图像特性进行了试验与理论研究，获得了湍动燃烧图像特性的变化规律，提出了用解决火焰热图像特性与温度分布映射关系的单色基准温度标定法，并探索了此方法用于三维温度场时，由于辐射叠加所造成的温度失真的修正方法。     

DSP在锅炉给水变频控制系统中的应用

根据锅炉设备控制要求,传统的锅炉给水控制系统存在诸多不足.为此,设计开发DSP的锅炉给水变频控制系统,以TMS320LF2407数字信号处理芯片为主微控制器,给出了相应的原理方框图和主程序软件流程图,程序是采用C语言与汇编语言混合编写,对系统的关键部位进行了详细介绍.现场使用结果表明,实现了锅炉给水变频控制.     

高速光纤拉曼测温的数据采集系统

为解决目前传感系统中信号处理系统实时性差的问题,应用新型的可编程器件和DSP器件实现分布式光纤温度传感信号的高速采集和实时处理。系统以新型的DSP器件BF533为控制核心,应用可编程器件FPGA对斯托克斯和反斯托克斯原始信号进行高速采集和并行数据处理,预处理结果由DSP进行精确的数值计算。系统具有USB数据存储和液晶显示功能,还可通过高速网络接口将测量数据发送到监控计算机。实验结果表明：该系统测量速度快、测温精度高,可实现高性能的温度测量。     

DSP6416在数字图像处理中的应用

阐述了高速图像目标测量系统的DSP实现，运用高性能DSP（TMS320C6416）完成实时图像处理，研究了一种快速图像预处理和模式识别的相关算法，并给出系统的程序开发流程，包括DSP端和主机端两个部分。实验证明该系统性能可靠，识别效果较好，有较高的实时性。