一種火焰燃燒狀況及穩定性的評價方法技術

本發明專利技術提供一種火焰燃燒狀況及穩定性的評價方法，屬于能源與環境技術領域。本發明專利技術獲取火焰燃燒的圖像，得到關于紅、綠、藍三種顏色的亮度特征矩陣Rij、Gij、Bij；選取一種顏色作為評價色，確定火焰所在區域的評價標準最佳閥值Tk；將亮度特征矩陣中每個像素與閥值Tk進行比較得到火焰燃燒狀況；獲取連續工況的火焰燃燒圖像并計算出每個圖片的M值，通過其平均值???????????????????????????????????????????????評價火焰燃燒狀況。本發明專利技術對火焰燃燒狀況及穩定性提出了量化標準并能夠準確、客觀地進行評價，可以為火焰燃燒過程的分析及優化提供一定的指導，該方法操作簡便、結果準確、速度快、重復性高、所受干擾小。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術設及，屬于能源與環境

技術介紹
我國是世界上最大的煤炭生產和消費國，火力發電機組一直承擔著我國電力生產 的重任，故機組的負荷變化和燃燒調整變化頻繁。加上我國火電機組燃燒煤種復雜W及設 備故障等問題，時常造成燃燒火焰狀況偏離最佳工況，不能保證爐膛內穩定均勻的火焰和 強烈充分的燃燒，燃燒穩定性能的下降不僅會導致鍋爐熱效率降低，而且產生更多的污染 物和噪聲，在極端情況下可能引起爐膛滅火，甚至誘發爐膛爆炸。燃燒穩定性能的優劣全面 影響到鍋爐的經濟性、環保性和安全性，運就使得評判燃燒系統的穩定性能極其重要。有效 的火焰燃燒穩定性能評判可W指導運行人員尋求機組最穩定的歷史工況W供實時運行作 參考，提高機組各方面的綜合性能。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供，對火焰狀況及穩定 性提出了量化標準并能夠準確、客觀地進行評價，可W為火焰燃燒過程的分析及優化提供 一定的指導，該方法操作簡便、結果準確、速度快、重復性高、所受干擾小。 本專利技術所述火焰燃燒狀況及穩定性的評價方法，體包括W下步驟： (1) 獲取火焰燃燒的圖像，截取所要評價區域； (2) 將處理后的圖片導入Matl油軟件得到關于紅、綠、藍S種顏色的亮度特征矩陣Ri,、 Gij、B。； (3) 在紅、綠、藍=色中選取一種顏色作為評價色，使用迭代的方法來確定火焰所在區 域的評價標準最佳閥值Tk; (4) 將所選取顏色的亮度特征矩陣中每個像素與閥值Tk進行比較，當R1,、Gi,或B1, 大于等于Tk時則認為該像素點所在區域存在火焰，當R 或B1,小于Tk時則認為該 像素點所在區域無火焰，通過火焰所在區域像素個數與所研究區域總像素個數之比得到火 焰燃燒狀況，即M=PfuyPt"t3i; (5) 獲取連續工況的火焰燃燒圖像并計算出每個圖片的M值，通過其平均值 立評價火焰燃燒狀況，計算其比方差V(M)來評價火焰的穩定性。 本專利技術所述亮度特征矩陣Ri,、Gi,、Bi,是由0-255的數值來組成的矩陣，其數值隨 亮度增大而增加。 本專利技術所述最佳閥值Tk是使用迭代的方法來確定的，迭代法是基于逼近的思想通 過閥值迭代的方式，利用程序自動計算出最佳的分割閥值，W紅色為例，其他顏色的計算方 法與紅色相同，具體包括W下步驟： (1)求出圖像中的紅色分量最大值和最小值，分別記為Rm。、和R mi。，則初始閥值為：(2)根據閥值T。將圖像分割為目標和背景，分別求出兩者的紅色分量平均值R1和R2。 (3)選擇新閥值繼續迭代，新閥值為：(4)若Tk=Tw，則所得即為最佳閥值；否則繼續迭代計算。 本專利技術通過截取圖像保證每張圖片中所顯示的評價區域位置及大小是一樣的。 本專利技術步驟（5)中所述的平均值，穩定 性:觀辮||吊藝茲龍S，其中Dm為M的方差。 本專利技術所述火焰燃燒的圖像是通過普通CCD相機拍攝獲得，相機的鏡頭前方加入 一組濾光片用于防止拍攝的圖像色彩飽和度過高。 由于采用了上述技術方案，本專利技術具有如下的優點： (1)通過該評價方法解決了火焰燃燒過程中的量化其燃燒狀況和穩定性的評價問題。 (2)通過該評價方法能夠準確、客觀地進行評價，可W為火焰燃燒過程的分析及優 化提供一定的指導。 (3)該評價方法操作簡便、結果準確、速度快、重復性高、所受干擾小。【附圖說明】 圖1為本專利技術方法流程圖； 圖2為火焰燃燒圖像及所提取紅色亮度特征矩陣。【具體實施方式】W下結合附圖和實施例，對本專利技術作進一步闡述，但本專利技術的保護范圍不限于所 述內容。[001引實施例1 本實施例所述火焰燃燒狀況及穩定性的評價方法，W紅色為例，具體包括W下步驟： 步驟1)獲取火焰燃燒的圖像； 步驟2)對圖2進行處理，截取所要評價區域； 步驟3)將處理后的圖片導入Matl油軟件得到關于紅色的亮度特征矩陣Ri,; 步驟4)選取紅色作為評價顏色，使用迭代的方法來確定分割火焰所在區域的最佳閥 值Tk=215; 步驟5)將所選取顏色的亮度特征矩陣中每個像素與閥值Tk進行比較，當Ri,>Tk時則 認為該像素點所在區域存在火焰，當Ri，<Tk時則認為該像素點所在區域無火焰，得到火焰像 素個數為Pfu<3=93829,總像素個數為=192500。通過火焰所在區域像素個數與所研究 區域總像素個數之比得到火焰燃燒狀況，即M=PfuyPt"t3i=0. 487 ; 步驟6)W上述方法為例，獲取連續工況的火焰燃燒圖像并計算出每個圖片的M值，通 過其平均值|i=0. 419用來評價火焰燃燒狀況，計算其比方差V(M)=0. 0278用來評價火焰 的穩定性。步驟4)中計算最佳閥值的迭代法，基于逼近的思想通過閥值迭代的方式，利用程 序自動計算出最佳的分割閥值，其主要算法如下： (1) 求出圖像中的紅色分量最大值和最小值，分別記為咕。,=255和Rmm=126,則初始閥值 為：(2) 根據閥值T。將圖像分割為目標和背景，分別求出兩者的紅色分量平均值R1和R2。 (3)選擇新閥值繼續迭代，新閥值為：(4)若Tk=Tw，則所得即為最佳閥值；否則繼續迭代計算。[001引實施例2 本實施例所述火焰燃燒狀況及穩定性的評價方法，W綠色為例，具體包括W下步驟： 步驟1)獲取火焰燃燒的圖像； 步驟2)對圖像進行處理，截取所要評價區域； 步驟3)將處理后的圖片導入Matl油軟件得到關于綠色的亮度特征矩陣Gi,; 步驟4)選取綠色作為評價顏色，使用迭代的方法來確定分割火焰所在區域的最佳閥 值Tk=180 ; 步驟5)將所選取顏色的亮度特征矩陣中每個像素與閥值T進行比較，當GTk時則 認為該像素點所在區域存在火焰，當Gi，<Tk時則認為該像素點所在區域無火焰，得到火焰像 素個數為Pfue=95963,總像素個數為PtDt。！=192500。通過火焰所在區域像素個數與所研究 區域總像素個數之比得到火焰燃燒狀況，即M=PfuyPt"t3i=0. 498 ; 步驟6)W上述方法為例，獲取連續工況的火焰燃燒圖像并計算出每個圖片的M值，通 過其平均值lil=0. 428用來評價火焰燃燒狀況，計算其比方差V(M)=0. 0284用來評價火焰 的穩定性。 步驟4)中計算最佳閥值的迭代法，基于逼近的思想通過閥值迭代的方式，利用程 序自動計算出最佳的分割閥值，其主要算法如下： (1) 求出圖像中的綠色分量最大值和最小值，分別記為Gmg,=255和Gmm=120,則初始閥值 為：(2) 根據閥值T。將圖像分割為目標和背景，分別求出兩者的綠色分量平均值G1和G2。[002。 （3)選擇新閥值繼續迭化新閥值為：(4)若Tk=Tw，則所得即為最佳閥值；否則繼續迭代計算。【主權項】1. ，其特征在于，具體包括以下步驟： (1) 獲取火焰燃燒的圖像，截取所要評價區域； (2) 將處理后的圖片導入Matlab軟件得到關于紅、綠、藍三種顏色的亮度特征矩陣Rip Gij、Bij; (3) 在紅、綠、藍三色中選取一種顏色作為評價色，使用迭代的方法來確定火焰所在區 域的評價標準最佳閥值Tk; (4) 將所選取顏色的亮度特征矩陣中每個像素與閥值1；進行比較，當R lP G1,或B ^ 大于等于1；時則認為該像素點所在區域存在火焰，當R 或B u小于T k時則認為本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種火焰燃燒狀況及穩定性的評價方法，其特征在于，具體包括以下步驟：（1）獲取火焰燃燒的圖像，截取所要評價區域；（2）將處理后的圖片導入Matlab軟件得到關于紅、綠、藍三種顏色的亮度特征矩陣Rij、Gij、Bij；（3）在紅、綠、藍三色中選取一種顏色作為評價色，使用迭代的方法來確定火焰所在區域的評價標準最佳閥值Tk；（4）將所選取顏色的亮度特征矩陣中每個像素與閥值Tk進行比較，當Rij、Gij或Bij大于等于Tk時則認為該像素點所在區域存在火焰，當Rij、Gij或Bij小于Tk時則認為該像素點所在區域無火焰，通過火焰所在區域像素個數與所研究區域總像素個數之比得到火焰燃燒狀況，即M=Pfire/Ptotal；（5）獲取連續工況的火焰燃燒圖像并計算出每個圖片的M值，通過其平均值評價火焰燃燒狀況，計算其比方差V(M)來評價火焰的穩定性。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐建新，劉泛函，王華，
申請(專利權)人：昆明理工大學，
類型：發明
國別省市：云南;53