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纂
设计开发
基于
0
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c v
图像处理的火焰检测设计
陆
旭
明
,
邢涛
”
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织
服
装职 业技术 学
院 江
苏 常州 21
31
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江
苏省
帕 瓦 电 力
技 术有限公 司
江
苏 南京 21
1 1
00 )
摘 要
:
以 四
角切 圆燃烧
炉 为 例
,
在M
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刁
st
ud
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20 10 编译环境
下
,
采
用
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n
c v
计
算
机
视
觉库混合编程
,
根
据燃烧
炉 火 焰
图像
的
灰度
、
火
焰
轮廓
面
积
大小
等
参
数 综
合评 价
炉
膛
火焰
燃烧 质量
,
给
出火焰
燃烧
结
果判断
结
果
,
该 系统能在
火焰
动态燃烧情
况下
给
出
判断
,
有效降低
了
对
火焰
是
否
正
常
燃 烧
的
误 判 率
。
关键
词
:
火焰
检
测
O p
en
C V
图像处理
中图分类号 :T
哪
2
文
献标识 码:A
文
章编 号
:1 0 0 7
一
9
41
6
(
2
01
6
)
01
一
01
6 3
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C V
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P
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1
引 言
在煤粉炉运行过程 中
,
当燃烧器不稳定
造
成部分
或
全部煤粉燃
烧器熄火时
,
如
果
此时继续 向燃烧器提供煤粉
,
则将会导致煤粉在
燃烧炉膛
内
堆积导致爆炸事故
,
导致严
重
的人员和设备损 伤
。
当燃
烧器
正
常
工
作
,
由
于火
焰
检测器误检
而 切
断煤粉供给
,
同
样将
造
成
不
必
要的
经
济损失
。
火
焰
检测作为
电
站锅炉安全稳定运行 的保障
,
已
在各级
电
站锅
炉上安装使
用
,
我
国 电厂
中使
用
的火
焰
检测器 主要 以紫
外
线型
、
红
外
线型和二者兼备型为主
。
这
些
类型火
焰
检 测器存在视场 角小
、
受
具
体安装位置
影
响大
、
受 背景火
焰干
扰
影
响大 等缺
点
。
新型 的
图
像火检采
用
广角彩
色
C C D
数字摄像机和光学透镜
组
直接拍摄燃烧器火
焰图
像
,
并
基于
D S P
最新数字
图
像处理技术
、
流媒
体处理技术对火
焰 图
像进行处理
、
判断
,
可准
确判断燃烧器的着火
与
熄火
,
同
时流媒体技术
可
以把各燃烧器火
焰 图
像优质的
、
低
噪
的
显
示于
C R T
上
,
锅炉运行人员根据燃烧器的火
焰 图
像
,
调
整一
次风
和二次风配
比
,
可
提高煤粉的燃尽度和锅炉燃烧效率
,
保证锅炉运
行于最佳状态
。
国外公司
以
日
本三菱
公司
为早
,
研制
并
推
出了
0 P
IT (S 光学
影
像
火
焰
检测器)
,
该火
焰
检测器采
用 了
摄像机和传像光纤直接拍摄火
焰
图
像
,
并
利
用
计算机
图
像 信
息
处理 技术来判断火
焰
的温度 特性
。
国内
的
图
像火检技术起步较 晚
,
而
且大多 麦
交
研究也都
局限
于高
555 3 C2 4 1 00000 D 入164 222
图
1
图
像火
焰
检
测 系
统框
架
校
内
的学术研究
。
从
国内国
际研究看
,
主要是l)
已
有的成功
图
像火检技术都是数
字
图
像技术
与
计算机结合 的产物
,
这样
整
个系统
比
较繁杂且
应用
操
作要求较高
。
2)
国内
的
图
像火
焰
检测研究大多都停 留在理论阶段
,
偶
尔的成功案例也都是
电厂原
有
工
业
电
视的进
一
步
延
伸
,
主要的作
用
仅 仅
是方便
电厂
人员观察 火
焰
,
判火
准
确性 较差
或
者不
具
备 此功
能
,
且不 能对锅炉 的稳定燃烧 和提 高
热
效率提
出
帮助
。
2
图像火焰检测 的系统框架
数字
图
像 处理 中
,
图
像处理是
关
键问题
,
一
幅火
焰 图
像根据所
用
的
C C D
摄像机不
同
,
采集
一
次
可
提供
至 少
达
10
万个数据 (分辨 率
2 8 8
*
3
,
6)
,
加
上复杂的
图
像处理算法
,
用工
控机和
图
像
卡
来完成
图
像
检 测处理任务
显然力
不从
心
,
D S P
虽 然可
以完成复 杂数字
图
像处理
运算
。
考虑 到
D S P
既要完成
C C D
摄像机
图
像 的采集
,
又
要完成复杂的
数字
图
像处理 这样复杂 的
工
作
,
D S P
实时
图
像处理
比
较
困
难
,
因
此
,
本系统采
用
双
C P U
控制
,
D S P
进行实时采集
图
像
,
53 2C
4
10
实现火
焰
图
像算法 的实现
。
o
p
印
C V
平
台
下有丰富的
图
像处理
库函
数
可
利
用
,
在
M
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d i
o
2 0 一。
编译环境 下
,
采
用
o
p
即
C V
进行
火
焰
检测
图
像算法编程
,
将其移植
至
53
C 2
4
10
的嵌人 式操作系统
。
图
像火
焰
检 测系统框架如
图
1
所示
。
图
1
中
s 3 c 2
41
。
为主控 制
芯
片
,
处理系统的综合事务
,
其
外
接 键
盘 输人
、
L C D
、
触摸屏
、
串
口
以及
U S B
接
口
。
D
M
64
2
为火
焰
检测
图
像
采集
。
2
.
1
硬件设计
图
像 采集系统是
由
火
焰 图
像传感器和冷却系统两部分
组
成
。
风
冷却系统主要完成
整
个摄像机探头的冷却和吹
扫
功能
。
由
于摄像头
靠近燃烧炉炉
壁
,
炉
壁
温度很高使得摄像头
周
围温度
急
剧增高
,
用
压缩
空
气的循环来带走摄像头集聚的
热
量 来达到冷却的要求
,
这
种
制冷系统较
易
安装和维护
。
图
像 采集前端结 构
图
如
图
2
所示
。
出风
口
高温 针 孔摄 像头
一
今
传输 电缆
视 频信 号输 出
隔热材 料
C 〔
为
一
转 向节
令一一一
高温针 孔摄像 头部 分
二次风 冷却
图
2
图
像
采集
前
端结
构
图
收稿
日
期
:
2 0 1 5
一
1 1
一
1 8
项
目
基金
:
江 苏省
教育
厅
高级
访
问
工
程
师 计划
资
助 项
目
(
20
1 4 F G
00
1)
作者
简
介
:
陆 旭明 (
1 9 6 5
一
)
,
女
,
江 苏
常
州
人
,
副
教授
,
硕 士
,
主
要研
究 方 向 为 电 子 与 测 量
技
术
。
兮
DOI: 10. 19695 /j . cnki . cn12 -1369. 2016. 01. 112
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