彩色CCD比色测温的灰度值融合处理方法研究

设计了基于两个彩色CCD通道的比色测温系统,提出了用于比色测温时彩色CCD的R、G、B亮度(灰度)值融合处理方法,解决了在不同快门下利用两个通道的灰度值进行比色测温计算的问题;黑体炉实验结果表明,与常用的基于面阵CCD的简化比色测温方法相比较,基于两个彩色CCD通道的比色测温方法系统虽稍显复杂,但由于采用了经融合处理后的亮度值进行比色测量计算使得测温精度较高。     

CCD辐射测温的数值解析及误差校正

提出一种新的CCD辐射测温数值校正方法。针对CCD测温时的两个主要误差来源(CCD光谱响应曲线和辐射体光谱发射率)进行了分析,运用图象处理技术对CCD光谱响应曲线进行离散化数值解析,借助比色测温原理标定并解析辐射体光谱发射率,建立了CCD辐射测温校正公式,实验数据表明测温方法及误差校正的有效性。这种测温方法是由CCD图像传感器对辐射体直接采集成像,在工业现场可摈弃附加外设的繁琐和不便,为辐射测温系统的便携性、实用化创造了条件。     

基于CCD图像传感器的高温场测量仪设计与实现

设计并实现了一种由彩色CCD、图像采集卡、计算机和测量软件组成的高温场测量仪。该测量仪利用比色测温原理计算并显示高温辐射体的表面温度场分布,通过自动调节进光量扩大CCD测温范围,利用黑体炉标定实验校正CCD光谱响应特性非理想带来的测温误差,构建辐射能衰减补偿器对受烟雾干扰的测温结果进行补偿校正。对工业现场进行测试,最大绝对误差为13.6 K,最大相对误差为1.42%,平均每幅辐射图像计算时间为0.127 s。测试结果表明,该测量仪具有较高的精确性和可靠度,符合工业生产对高温检测的要求。     

基于BP神经网络的在线炉膛温度测量

根据热辐射学原理和彩色CCD成像理论,利用彩色CCD摄像机摄取固定点火焰图像,同时用热电偶测出真温值,构造BP神经网络,在线修正权值阈值。通过输入图像样本,输出温度样本和合适的发射率样本训练网络。与未训练发射率样本得出的温度相比,训练后的温度值更为精确。摄取空间其它部位火焰图像,经过已训练的网络,可以得出炉膛在线的温度分布,为锅炉测温提供了有力数据。     

基于图像处理的膏体推进剂火焰测温

膏体推进剂火焰温度测量对推进剂配方的研制及火箭发动机的设计具有重要意义.为了测试推进剂燃料温度分布,采用彩色CCD比色测温技术,设计了一种非接触式膏体推进剂火焰测温系统.利用黑体炉对测温系统进行标定,通过现场本生灯试验对测温系统进行精度检验,最后,对青体推进剂在开放空间内的燃烧火焰进行图像测温.结果表明方法简单可靠,基本满足青体推进剂火焰测温要求,由于系统拍摄图像实际上是火焰在CCD靶面上投影叠加的效果,对最终处理结果具有一定影响,方法仍有待改进.     

基于图像处理的CCD测温系统标定方法

阐述双色法测温原理,研究了基于图像处理的电荷耦合器件CCD测温系统标定方法。根据实验结果,优选出最佳的增益组合,建立了双色法测温中的系数与灰度的关系,与单色辐射强度和单色亮度值的关系,并用两种方法计算温度。结果表明:两种方法得出的计算值与设定温度值的相对误差都较小,适合工程上的应用,为火焰温度场的测量奠定基础。     

基于彩色CCD的双色与三色辐射测温法比较研究

双色与三色比色测温是彩色CCD辐射测温常用方法。通过理论分析和实验研究,分别从测温动态范围和测温精度两方面对双色法和三色法进行了比较研究。研究发现,在光圈快门组合保持不变的条件下,选取红、绿双色进行比色测温具有较宽的测温动态范围;在对辐射体做灰体假设的情况下,三色测温方法具有更高的测温精度。提出了构建一种可切换测温方法的统一测温硬件平台,统一测温平台综合了双色法和三色法两者的优点,可同时满足更宽的测温动态范围和更高的测温精度的要求,应用灵活。     

三基色测温法在CCD图像传感器测温中的应用

设计了CCD图像传感器的非接触式测温系统,对三基色测温法进行了介绍,并应用三基色测温法对采集的某固体火箭发动机的高温燃气舵图像进行了温度场仿真计算,并对比了CCD比色测温法和三基色测温法,结果表明本文提出的测温法能有效地测量出高温燃气舵表面温度场,提高了测温精度。     

基于数字图像处理技术计算炉膛温度场方法研究

炉膛燃烧温度是衡量炉膛性能的重要参数,是锅炉内燃烧过程及气体排放指标的重要特征.通过分析彩色CCD摄像机测量机理,建立由火焰图像求取炉膛燃烧温度场的数学模型,推导建立彩色CCD三色测温模型,进行仿真实验,实验表明,该方法对求取炉膛火焰的温度具有较高的计算精度,具有较好的工业应用前景.     

基于CCD数字图像处理的焊接温度场实时监测系统研究

焊接工件的温度场决定了焊接应力场和应变场,是影响焊接质量和生产率的主要因素。因此对焊接过程中的温度场分布进行测量就显得极为重要。但是传统的测温方法在焊接测温中难以实施。针对真空电子束钎焊温度场的实时监测,讨论了基于彩色CCD(电荷耦合器件)的焊接温度场三基色测温方法,运用数字图像处理技术得到焊接温度场分布。并就该方法的误差来源进行了分析,给出了系统的校正方法和标定方式。在某焊接现场进行了验证性试验,结果表明,系统具有快速准确的特点,为提高焊接质量和生产率提供了一个有效的工具。     

基于CCD的物体表面温度场分布测量

介绍了一种利用CCD摄像机测量物体表面温度场分布的方法,建立了温度与物体表面辐射能之间关系和物体表面辐射能与CCD信号强度之间的关系,利用黑体炉对CCD信号强度和物体表面温度值进行标定,这样CCD摄像机采集到的图像的亮度值分布实际上就是物体表面的温度值分布,结合图像处理技术获得物体表面的温度分布。     

火灾模拟实验炉温软测量建模的研究

火灾模拟实验炉是对建筑构件进行模拟测试实验的装置，其升温必须按ISO834国际标准执行，炉温的估计是实验的关键，采用了主元分析和RBF神经网络相结合的模型构成火灾模拟实验炉温软测量；主元分析（PCA）实现输入变量的降维，RBF神经网络采用K-均值聚类算法进行隐层中心和连接权调节的学习，实现快速收敛；该融合模型使炉温估计精度比常规的最小二乘方法拟合情度提高2倍以上，保证了升温过程温度的精确控制。     

Measuring Acoustic Wave Transit Time in Furnace Based on Active Acoustic Source Signal

Accurate measurement of transit time for acoustic wave between two sensors installed on two sides of a furnace is a key to implementing the temperature field measurement technique based on acoustical method.A new method for measuring transit time of acoustic wave based on active acoustic source signal is proposed in this paper,which includes the followings:the time when the acoustic source signal arrives at the two sensors is measured first;then,the difference of two arriving time arguments is computed,thereby we get the transit time of the acoustic wave between two sensors installed on the two sides of the furnace.Avoiding the restriction on acoustic source signal and background noise,the new method can get the transit time of acoustic wave with higher precision and stronger ability of resisting noise interference.     

真空热处理炉检测装置改造设计

为了提高计量工作效率,杜绝真空炉密封性隐患,有效保证热处理产品质量,从检测装置设计、密封性分析、测试系统选择、温度均匀性和压升率测试方法等方面给出了具体的实施方案.详细分析了两种炉温检测装置的优缺点及法兰密封技术.实际测试结果分析表明,对法兰测温装置的改造,不仅满足了在不影响生产的条件下对真空炉进行温度均匀性测试的要求,而且解决了真空炉工艺要求的每周系统精度校验问题.     

一种检测单晶炉热场温度的新方法

为去除单晶炉热场温度测量信号中的低频干扰、提高温度信号的估计精度,本文提出了一种基于跨维模拟退火(trans dimensional simulated annealing,TDSA)的单晶炉热场温度检测方法.该方法首先将AIC(Akaike information criterion)信号个数判断准则纳入采样机制中以便对干扰个数采样估计,进而利用所设计的基于信号频谱和轮盘赌思想的Metropolis Hastings机制对相应个数的干扰频率进行采样,最后设计了混合均匀和高斯采样机制对单晶炉热场温度进行采样估计.仿真和单晶炉工程实验结果表明,该方法在干扰个数未知的情况下,能够有效地抑制低频干扰、准确检测单晶炉热场的温度.     

三基色原理在火工品温度场测试中的应用

随着微纳米结构含能药剂在火工品中的广泛应用,微尺度火工品逐渐朝着微型化方向发展。这对小尺寸条件下温度的测试提出了新的挑战。燃烧温度作为微尺度火工品输出性能的重要参数之一,对火工品输出能力评价具有重要意义。为了测量微尺度火工品燃烧温度场,根据三基色原理和普朗克定律建立三基色测温公式,搭建了一套由光学镜头、彩色相机、软件系统和计算机组成的测温系统。利用黑体炉对系统进行标定,建立温度与三基色值的关系,并对测量误差进行了分析与讨论。通过与红外热像仪测量结果对比,三基色测温法的准确性较高,两者测得的最高温度相差不超过1%,为微尺度火工品燃烧温度场的测量提供了思路。     

红外辐射温度测量技术讲座──第五讲 高温炉内被加热钢坯的辐射测温法

在叙述炉内辐射测温各种干扰形成原理和防止措施的基础上，讲述目前可供应用的几种炉内放加热物体的辐射测温法。这几种方法是：双温度计法；水冷遮蔽装置法和基准干扰辐射源法。     

炉膛声波测温系统在宁海电厂1000MW超超临界锅炉上应用

本文介绍了神华浙江国华浙能发电公司（即：宁海电厂）1000MW超超临界锅炉上声波测温系统应用试点项目提出的原因,PyroMetrix声波测温系统的原理和组成,以及声波测温系统一年来运行的情况。该项目在国内首次成功解决了为锅炉提供能在全负荷范围内长期连续测量炉膛出口烟温装置的困难问题。     

高炉炉墙探测棒的传感器布设研究

通过建立内嵌探测棒的高炉炉墙温度与炉墙厚度在线监测模型,并对其不同高炉炉墙厚度时的温度场进行稳态数值仿真,得出探测棒在不同高炉炉墙厚度时中轴线温度曲线的变化规律。根据探测棒中轴线温度曲线的变化规律,通过温度最大误差、平均误差等指标分析了三种不同的传感器布设方案,确定了传感器在探测棒上的布设数量和布设方案,实现了实时准确测量探测棒的温度场分布情况,结合探测棒长度数据进而推算出高炉炉墙的温度场分布情况,为指导高炉的正常运转和保证高炉长寿奠定了基础。     

Nonlinear model predictive control of a continuous slab reheating furnace

A nonlinear model predictive controller is designed for a continuous reheating furnace for steel slabs. Based on a first-principles mathematical model, the controller defines local furnace temperatures so that the slabs reach their desired final temperatures. The controller is suitable for non-steady-state operating situations and reaching user-defined desired slab temperature profiles. In the control algorithm, a nonlinear unconstrained dynamic optimization problem is solved by the quasi-Newton method. The design of the controller exploits the fact that the considered slab reheating furnace is a continuous production process. Long-term measurement results from an industrial application of the controller demonstrate its reliability and accuracy.