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原文档由会员 花季永驻 发布

基于MATLAB的炉膛火焰图像温度测量

全文52页 约29000字 论述翔实

摘要：介绍了锅炉火焰数字图像采集和处理的技术原理，包括双比色测温原理等。研究了Matlab在观测炉膛火焰图像中的应用，仿真进行实时检测。主要完成的工作内容如下：

首先分析静态图像。测量CCD采集的炉膛火焰图像(20张/秒)得到测量大量的RGB值，通过绘图描述RGB和炉体黑体系数与炉膛火焰温度的关系，并针对炉膛火焰的整体燃烧状况实现了平均温度的计算和利用其合理的反映了炉膛内部火焰燃烧的整体燃烧状态。并分析产生误差的原因。

再次进行动态视频的仿真。用Matlab对CCD采集的一段4秒的动态图像(.avi格式，25帧/秒)进行分析，利用Matlab中的Simulink交互仿真集成环境仿真，得到RGB以及温度的动态曲线，达到对动态炉膛火焰温度实时监测的目的。

主题词：数字图像处理,炉膛火焰图像,动态视频,matlab仿真设计

The Temperature Calculation of Burner Hearth

Flame Images Based on MATLAB

Major: Communication Engineering

Abstract: Have introduced the technological principle that the digital picture of flame of the boiler is gathered and dealt with，including pair examines warm principle， etc. more than color. Having studied the application in observing the flame picture of burner hearth of Matlab,emulation is measured in real time. The working content finished mainly is as follows:

Analyse the static picture at first. Measure the burner hearth flame vision (20 / second ) that CCD gathers and get and measure a large amount of RGB value， describe through drawing RGB and black system of stove body count the relation with burner hearth flame temperature， and has realized the calculation of average temperature and whole burning state that the flame burns within its rational reflection burner hearth to the whole burning state of the burner hearth flame. Analyse the reason for error margin.

Carry on the emulation of the dynamic video again. By Matlab gather one section vision not dynamic of 4 second about CCD (. Avi form，25 frame / second) go on it analyse utilize Simulink emulation not mutual of Matlab not to be integrated emulation not environmental of， get the dynamic curves of RGB and temperature， achieve the purpose to monitor to dynamic burner hearth flame temperature in real time.

Keyword: Digital Image Processing Hearth Combustion flame

Dynamic video frequency Matlab Emulational Design

目 录

第一章 引 言5

1.1 研究意义5

1.2 研究现状5

1.3 本文做的工作6

1.4 温度计算前的准备工作和几个基本前提7

1.4.1 温度计算前的准备工作7

1.4.2 温度计算的几个基本前提7

第二章 炉膛火焰图像分析和温度计算的理论基础9

2.1 数字图像的采集原理和分析的理论依据9

2.1.1 CCD测温原理和图像采集9

2.1.2 温度场检测方法综述10

2.1.3 RGB和HSI颜色模型11

2.2 静态炉膛火焰图像的温度计算13

2.2.1炉膛火焰图像温度计算的理论依据13

2.2.2 双比色测温15

2.2.3 比色测温的改进算法16

第三章 静态火焰图像的分析18

3.1 测量方法和步骤18

3.1.1 数据测量原理和方法18

3.1.2 标定步骤19

3.2 测量结果和误差分析19

3.2.1 数据记录和计算19

3.2.2 温度计算误差分析21

3.3 数据处理和分析23

3.2.1 噪声的滤除23

3.3.2 数据分析24

3.4 平均温度的研究意义及其定义25

3.5 平均温度的计算25

第四章 动态炉膛火焰图像的MATLAB仿真29

4.1 CCD采集视频的初步分析29

4.1.1 炉膛整体温度分布29

4.2 动态炉膛火焰图像的温度实时监测30

4.2.1 动态炉膛火焰温度实时监测的方案选取30

4.2.2 仿真流程设计30

4.2.3 程序设计31

4.2.4 动态仿真结果33

4.3 小结34

第五章 总结与展望35

参考文献37

致 谢38

附 录39

部分参考文献及注释

[17]卫成业，燃烧锅炉炉膛火焰温度场和浓度场测量及燃烧诊断的研究，浙江大学博士学位论文，2001

[18]周怀春等，“炉膛火焰温度场图像处理实验研究”，中国机电工程学报，1995，Vol.15，No.5:295-300

[19]周怀春等，“煤粉燃烧火焰颜色定量分析实验研究：，中国电机工程学报，1993，Vol.13，No.1:44-49

[20]Xu Kefu，“The Studies in Applying Digital Image Processing to Combustion Monitoring in Boiler of Power Plants”，Automation of Electric Power Systems， 1995，Vol.19，No.4:43-47

[21]李汉舟，潘泉，张洪才，赵春晖等，“基于数字图像处理的温度检测算法研究”，中国电机工程学报，Jun. 2003， Vol.23 No. 6

[22]王胜正 施朝健， “基于两种颜色空间的颜色选择方法”， 《计算机应用与软件》2004，

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