数字图像处理技术在锅炉炉膛火焰检测中的应用

在分析现有锅炉炉膛火焰检测系统的基础上，提出了利用内窥式全炉膛火焰检测和数字图像处理技术提取并存储火焰图像及其参数的方案。该系统已在国产200MW机组锅炉上进行了工业性试验，取得了满意的效果。系统能监视燃烧工况并在危险时自动报警、存储相应火焰图像，因此可以用于全炉膛灭火保护和事故分析。文中对系统软、硬件体系作了详细地说明。     

专利信息：一种激光粉尘浓度检测装置

一种激光粉尘浓度检测装置，包括由依次以光路连接的激光器、准直透镜构成的入射光源，后接其后的半透半反棱镜；在所述半透半反棱镜的半透半反面反射后接有依次以光路连接的第二聚焦透镜和光电接收器构成的入射光强度I0检测部件；在所述半透半反棱镜的半透半反面透射后接依次以光路连接的保护窗口1、粉尘、保护窗口2、半透半反平面镜、傅利叶透镜、光电接收器构成的散射光强度，2检测部件；     

短光程下差分吸收光谱法测量低浓度污染气体的反演算法

传统差分吸收光谱(differential optical absorption spectroscopy,DOAS)技术对长光程或高浓度烟气污染物可以实现准确、快速和在线测量,但是对于短光程、低浓度污染气体测量却存在较大的浓度反演误差。该文提出了一种新的光谱数据处理方法,并对信噪比较低的实测光谱数据进行了浓度反演。研究结果表明：气体浓度在0~150 mg/m3范围内,新算法的反演精度明显优于传统算法,反演误差都在10%以内;在150~4 000 mg/m3范围内与传统算法相当;超过4 000 mg/m3后新算法的反演误差较大。新算法具有良好的抗烟尘干扰能力,其零点误差较传统算法减小了95%以上。与传统DOAS算法相结合可以获得较宽的动态测量范围。     

基于PCI总线的小口径高压力电容层析成像系统

介绍了一种应用于高压力气体密相输送煤粉装置中的小口径电容层析成像系统.电容传感器采用8电极结构,交流法电容检测电路可以保证系统具有相当高的电容测量精度,引入带通滤波对信号进行预滤波,可有效提高信噪比.交流和直流两级增益可调,实现宽范围电容检测.硬件系统设计基于PCI数据总线结构,系统运行过程由计算机程序控制,便于后期的数据处理.同时也解决电容层析成像系统和计算机之间通信速度的问题,数据采集速度达300帧/秒.     

电容层析成像在高压浓相煤粉气力输送中的应用

在输送压力可达4.0 MPa、固气比达740 kg/m^3的高压浓相煤粉气力输送实验台上,用电容层析成像技术对10 mm内径的水平管道进行气/固两相流流型的辨识。研制了适用于高压力下的8电极厚管壁小口径电容层析成像传感器,管壁厚度达5 mm。为了消除厚管壁对电容传感器灵敏度的影响,采用精度较高的交流法电容检测电路,激励信号峰值提高到30 VP-P并对C/V转换放大器做滤波处理以提高信号的信噪比。将USB通信方式引入到ECT与计算机的数据传输中,解决ECT数据传输速度问题。比较LBP算法、Landweber迭代算法和神经网络算法在厚管壁ECT图像重建中的效果,发现神经网络算法受流型的影响很小,具有最优的重建图像质量。     

基于模糊规则的多模型固相质量流量软测量

针对静电传感器无法给出颗粒质量流量绝对值以及多相流流动形态和结构变化影响传感器输出等问题,提出了一种基于分解合成的多模型加权平均的固相质量流量非线性软测量模型。在高压密相气力输送系统上,通过静电传感器获得大量试验数据,提取信号特征,利用模糊聚类算法将输入数据进行空间分区, 每一区间上用径向基函数（RBF）神经网络辨识出一个子模型, 再利用模糊推理将各子模型输出加权求和得到颗粒质量流量的估计值。该模型减小了流型对测量结果的影响,提高了测量精度。     

基于单检测通道的电容层析成像系统

提出了改进的交流法微弱电容检测电路,对相敏解调器的输入正弦信号作带通滤波处理,以提高检测精度和稳定性.为了简化数据采集系统,提出了单检测通道的电容层析成像硬件架构,设计了适用于单检测通道电容层析成像的12电极T型电极开关阵列,并可以升级为16电极系统.为了克服单通道检测速度低的缺陷,改进检测电路以缩短C/V转换时间.将单检测通道电容层析成像系统应用于煤粉气力输送的过程检测中.重建图像显示,在输送固相体积浓度由0.15增加到0.4的过程中,水平管道气固两相流的流型由层流变为均相流,稳定后又恢复到层流状态.     

差分吸收光谱技术在线监测烟气浓度的反演算法

传统差分吸收光谱技术对长光程或高浓度烟气污染物可以实现准确、快速和在线测量,但是对固定污染源排放的低浓度污染气体或双组份污染气体同时测量却存在较大的浓度反演误差.文中采用遗传算法对各种浓度污染气体的实测光谱数据进行了浓度反演计算.研究结果表明:在气体浓度低于250 mg/m3范围内,遗传算法的反演精度明显优于传统算法,反演误差都在10%以内;在250～5 000 mg/m3范围内,与传统算法相当;超过5 g/m3后,遗传算法的反演误差较大.在同一波段范围内,同时反演双组份气体浓度时,遗传算法具有较高的反演精度.同时,遗传算法的零点误差远小于传统算法.     

光学传感燃烧污染产物NO SO2及其在线实时测量

对燃烧污染产物NO,SO_2的常用测量方法,由于传感器固有缺点或方法本身特性的限制,难以进行实时测量。本文介绍一种燃烧过程中NO,SO_2浓度的光学传感实时测量技术——双光束单光路差分共振吸收法,描述了测量原理和实验装置。实验测定了系统中测量光束和参考光束的吸收截面σ_m和σ_r随温度变化的规律。对纯氩气中含不同浓度的NO或SO_2混合气进行了测量,给出了结果。并提出了改进的方向。     

差分吸收光谱法在线测量烟气浓度实验研究

本文将大气痕量气体浓度监测的DOAS技术应用于烟气浓度测量,在此基础上提出了基于DOAS思想的烟气浓度反演算法.采用将粉尘和气体分离的方法,首次在DOAS法测量气体浓度实验中加入了粉尘颗粒,对此方法的理论依据进行了简单的推导.实验测量了常温常压下SO2和NO2气体吸收截面,并对处于流动状态烟气中的SO2和NO2气体浓度进行了反演.研究结果表明,该算法能够在短光程(0.5 m)下以较快的速度(<2 s)和较高的准确度同时检测出烟气中多种气体浓度.