高動(dòng)態(tài)范圍的火焰溫度場(chǎng)分布的測(cè)量研究.pdf

1、燃燒火焰的溫度場(chǎng)測(cè)量是燃燒領(lǐng)域一個(gè)極其重要的問(wèn)題，它對(duì)于燃燒狀態(tài)的判斷、預(yù)測(cè)和診斷有著十分重要的意義。傳統(tǒng)的溫度測(cè)量只能測(cè)量被測(cè)點(diǎn)的溫度，很難及時(shí)地反映整個(gè)火焰的燃燒狀況。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了一種基于數(shù)字圖像處理的火焰溫度測(cè)量技術(shù)，這種技術(shù)可以對(duì)火焰圖像信號(hào)進(jìn)行定量分析，又為火焰的后續(xù)分析和自動(dòng)監(jiān)控提供了可能，因此這種方法得到廣泛的運(yùn)用。但是火焰的亮度非常高，并且亮度梯度變化也很大，而一般的CCD或者CMOS的動(dòng)態(tài)范圍

2、有限，因此利用一般的數(shù)碼成像設(shè)備只能測(cè)量火焰一部分區(qū)域的溫度。為此我們采用了擴(kuò)展動(dòng)態(tài)范圍的方法，實(shí)現(xiàn)了高動(dòng)態(tài)范圍的火焰溫度測(cè)量。 本文首先討論了有關(guān)火焰溫度測(cè)量的物理基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上介紹了幾種常見(jiàn)的輻射測(cè)溫法，并比較了它們的優(yōu)缺點(diǎn)。重點(diǎn)介紹了基于彩色CMOS的三色測(cè)量法的原理，為我們采用數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行火焰溫度測(cè)量建立了數(shù)學(xué)模型。 然后，本文是基于數(shù)字圖像的高動(dòng)態(tài)范圍火焰溫度測(cè)量，運(yùn)用了圖像動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展理論，建立起動(dòng)態(tài)擴(kuò)展的

3、算法。 之后詳細(xì)介紹了整個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)的光學(xué)成像平臺(tái)，包括光學(xué)結(jié)構(gòu)、支撐結(jié)構(gòu)。向時(shí)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵硬件設(shè)備(數(shù)碼相機(jī))進(jìn)行了特性分析，討論了彩色圖像像素點(diǎn)的灰度值與輻射溫度之間的關(guān)系。接著，我們介紹了測(cè)溫系統(tǒng)的軟件部分，包括系統(tǒng)的對(duì)焦和圖像拍攝控制功能塊、圖像配準(zhǔn)功能塊、圖像合成及溫度場(chǎng)計(jì)算功能塊、火焰溫度分布的顯示功能塊。 最后對(duì)火焰溫度測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行誤差分析，并運(yùn)用近似黑體的標(biāo)準(zhǔn)A光源對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定，建立了一種溫度分段