基于数字图像处理的火焰温度测量技术研究

论文摘要

温度是科学研究和工程技术领域的一项重要参数。火焰温度测量是一个重要的问题,它对于燃烧状态的判断、预测和诊断有着十分重要的意义。传统的温度测量只能测量被测点的温度,很难反映整个火焰的燃烧状况。数字图像处理技术是一门发展前景广阔并与众多领域交叉、综合的学科,得到了越来越广泛的应用,其中在火焰温度监测中的运用就是一项比较新的应用。随着数字图像处理技术、计算机技术和光电技术的发展,基于数字图像处理的测温技术成为火焰检测领域的研究热点之一。本文将数字图像处理技术、CCD图像技术和计算机技术相结合,利用彩色CCD摄像机、图像采集卡和软件实现火焰温度的检测。全文共五章。第一章介绍目前火焰温度测量技术状况和数字图像处理技术状况。第二章为理论基础。介绍了有关火焰温度测量的一些基础,讨论了光学测温、热辐射测温、谱色测温、彩色测温的原理和影响测量的因素、优缺点。重点介绍了基于CCD的三基色测温技术的原理、误差的修正。第三章是系统设计。首先详细讨论了基于数字图像处理技术的火焰温度测量的原理、计算方法和误差修正方法,然后应用上面的理论对实际的火焰温度检测系统进行了软、硬件整体设计,包括硬件的搭建和软件程序两部分。第四章为软件具体实现环节,用Visual C++6.0予以实现。介绍了软件的功能模块、参数的确定和软件的使用,并利用实验进行对比证实了该系统具备良好的用户界面和较高的测量精度。第五章结论部分总结本文的主要工作,指出本文的创新之处以及工作中的不足,展望基于数字图像处理的火焰温度检测系统的发展方向。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 图表目录
• 1 绪论
• 1.1 火焰温度测量技术现状
• 1.2 数字图像处理技术
• 1.2.1 发展概况
• 1.2.2 系统硬件发展
• 1.2.3 主要研究内容
• 1.2.4 基本特点
• 1.2.5 优点
• 1.3 本文研究意义和主要工作
• 1.3.1 研究意义
• 1.3.2 研究内容
• 2 火焰温度测量方法综述
• 2.1 接触式测温
• 2.2 非接触式温度测量法
• 2.2.1 光学测温技术
• 2.2.1.1 光谱测温技术
• 2.2.1.2 全息干涉测温技术
• 2.2.1.3 基于CCD的三基色测温技术
• 2.2.1.4 红外辐射测温技术
• 2.2.2 热辐射测温技术
• 2.2.3 谱色测温技术
• 2.2.3.1 谱色测温原理
• 2.2.3.2 辐射测温坐标系
• 2.2.3.3 谱色测温实验
• 2.2.4 彩色测温技术
• 3 基于数字图像处理的火焰温度测量系统设计
• 3.1 测量技术原理
• 3.1.1 理论基础
• 3.1.2 辐射体温度与彩色图像像素的关系
• 3.1.3 测温系统的标定和图像预处理
• 3.1.4 温度测量计算方法
• 3.2 火焰温度测量系统方案
• 3.2.1 硬件组成
• 3.2.1.1 彩色CCD摄像机
• 3.2.1.2 图像采集卡
• 3.2.1.3 多媒体计算机配置
• 3.2.2 温度测量软件
• 3.2.3 系统工作流程
• 4 火焰温度测量系统软件设计与实现
• 4.1 温度测量软件
• 4.1.1 编程环境及语言
• 4.1.2 功能模块
• 4.1.3 测量参数确定
• 4.2 软件使用
• 4.2.1 使用说明
• 4.2.2 实现流程
• 4.3 软件测试
• 4.3.1 测试过程
• 4.3.2 测试说明
• 4.3.3 测试结果及分析
• 4.4 结论
• 5 总结与展望
• 5.1 工作总结
• 5.1.1 本文完成的主要工作
• 5.1.2 本文创新之处
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录