基于数字图像处理的炉膛火焰燃烧诊断系统

北京交通大学硕士学位论文基于数字图像处理的炉膛火焰燃烧诊断系统姓名：孙永超申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：陈广华20090601基于数字图像处理的炉膛火焰燃烧诊断系统作者：孙永超学位授予单位：北京交通大学相似文献(10条)1.学位论文盛杨基于支持向量机的炉膛火焰灭火判别方法研究2006当今电站锅炉炉膛灭火判别对锅炉安全和经济运行有着重要意义.本文针对炉膛火焰图像监测系统存在的灭火判别问题,提出了一种炉膛火焰灭火判别方法.该方法通过对火焰图像的分析,提取了用于灭火判别的两个特征值,然后对这个特征空间使用神经网络和支持向量机进行识别分类,结果表明:特征量提取是成功的,这种判别方法有很高的正确率,能够正确对火焰图像进行灭火判别;支持向量机方法用于灭火判别是可行的.在此基础上讨论了根据序列图像如何判别单煤粉燃烧器有灭火情况发生,以及利用支持向量机算法如何判别火焰燃烧稳定性的问题.2.期刊论文冯德群.刘强.刘勇利.FENGDe-qun.LIUQiang.LIUYong-li基于Java技术的电站锅炉炉膛火焰TV仿真-中国图象图形学报2000,5(10)电站锅炉炉膛火焰TV作为电站运行的一个重要的监视窗口,它提供给运行人员炉膛里的燃烧情况,因此电站仿真系统中火焰TV的仿真是必须的.该文首先简要介绍了电站仿真机的系统构成及用途,还介绍了使用Java技术实现电站锅炉炉膛火焰TV仿真的方法,并实现了部分锅炉燃烧工况的火焰仿真,通过仿真试验认为Java技术能够实现燃烧全工况下的火焰仿真.3.会议论文冯德群.刘强.刘勇利应用ＪＡＶＡ技术实现电站锅炉炉膛火焰仿真1999文章简要介绍了电站仿真机的用途及系统构成。锅炉炉膛火焰ＴＶ作电站运行的一个重要的监视窗口，提供给运行人员炉膛里的燃烧情况，电站仿真系统中火焰的仿真是必须的。文中介绍了如何使用Ｊａｖａ技术实现电站锅炉炉膛火焰的仿真。4.学位论文邢志刚智能型电站锅炉炉膛火焰检测器1998在全面系统的分析国内外现有火焰检测器的基础上,并结合中国火力发电厂的实际问题,该文介绍了ZHJ-5型智能火焰检测器的研制.ZHJ-5型智能火焰检测器采用了高性能16位单片微机--Intel80C196KB和大规模集成电路芯片--PSD4.ZHJ-5型智能火焰检测器综合运用了数字信号处理技术,模糊控制理论和容错控制技术,它能有效地完成炉膛火焰信号的处理和检测,是现阶段解决锅炉稳定运行问题的最佳选择.该文还从技术、经济和产品的实用性等方面论证和分析了智能型火焰检测器和数字图象处理型火焰检测器的利与弊.作为理论基础,该文讨论了锅炉燃烧理论和爆燃理论以及锅炉炉膛火焰检测原理.并结合中外有关炉膛保护的标准,针对中国具体国情,提出了一些全新、高效的火焰检测算法.作为简介,该文介绍了ZHJ-5型火焰检测器的系统构成、性能特点、工作原理和软件程序设计以及装置的整机性能测试.5.会议论文王雷.刘娜.辛国华图像处理技术在电站锅炉上的应用2002对数字图像处理技术在电站锅炉炉膛火焰处理上的应用进行了综述.介绍了锅炉炉膛火焰图像处理系统的构成及工作原理.分析了利用图像处理技术可以提取的几种主要火焰特征参数.最后对锅炉炉膛火焰图像处理技术在电站锅炉炉膛温度场构建、燃烧诊断及优化燃烧控制等应用进行了阐述,肯定了其优越性.6.学位论文万游磊基于DSP的嵌入式炉膛火焰检测系统2007电站锅炉火焰检测系统是一个举足轻重的话题，因为它涉及到人们生命财产的安全。煤粉锅炉的燃烧过程是非常复杂的，它的工况极不稳定，锅炉燃烧的安全性主要取决于火焰的稳定性，为了避免锅炉爆炸事件的发生，炉内煤粉就必须充分燃烧。如果燃烧不稳定，锅炉内部温度分布不均匀，就容易使得锅炉的热效率极大地降低，并出现不可想象的严重后果。现代火焰检测系统对于火焰图像处理技术的实时性和系统的稳定性提出了更高的要求。在对检测方法进行优化的同时，对硬件设备的优化成为了现在研究的重点。本文在基于DSP的基础上，开发了一套火焰检测系统，在系统设计上采用DSP技术作为图像火检的平台，通过串口实现与上位机的通信，提高了检测处理的速度，检测过程不占用CPU资源；在分析现有火焰检测算法的基础上，本文采用BP神经网络图像识别来进行火焰燃烧情况的判断，结合设计出的DSP系统大幅提高了炉膛火焰检测系统的准确性和稳定性。7.期刊论文张芳娥.鲍慧炉膛火焰监视系统及温度场计算-河北电力技术2003,22(2)锅炉中煤粉的燃烧过程是非常复杂的悬浮燃烧,炉膛火焰监视必须克服监视图像的噪声.文章详细介绍了对火焰图像进行预处理、消除噪声的方法;给出了基于维恩辐射定律导出的双色测温计算火焰温度的算法,并成功用于火焰温度场的计算;最后给出了温度场计算机显示原理.8.学位论文张伟电站锅炉炉膛火焰的计算机动态图形仿真19929.期刊论文黄勇理.瞿坦.周怀春.宋锋.韩曙东电站锅炉炉膛火焰自动化监测中的图像处理技术-仪表技术与传感器2000,(8)文中简单介绍了火焰探测器的结构和成像特点.从比色测温导出灰度归一化实现的过程,给出一种CCD火焰图像逆问题的技术处理和温度场重建的计算方法.10.学位论文刘雪斌粗糙集理论在锅炉燃烧诊断中的应用2006我国日益严格的环境保护标准要求减少电站锅炉的燃烧污染排放，而优化锅炉炉内燃烧工况不仅是控制燃烧污染排放的有效途径，而且能减少燃料量和避免炉内爆管事故，从而能提高电站锅炉燃烧的安全性和经济性。作为燃烧优化措施，近年来，我国在燃烧器改造、冷态空气动力场数值模拟等方面做了大量工作，对电站锅炉燃烧状况的改善起到了重要作用。然而三大主机中，相对于汽机和发电机组来说，用于判断燃烧状况的炉内燃烧监测技术的研究却是一个相对薄弱的环节。今后的主要研究就是建立基于图像处理和人工智能技术的燃烧监控系统，来实现火焰可视化和燃烧智能诊断，从而为电站运行人员提供有效的运行指导信息。在锅炉燃烧器管理系统中，火焰检测对防止锅炉爆炸起着重要的作用，这就要求火焰检测系统提供可靠、准确的火焰信息。由波兰学者Z.Pawlak提出的粗糙集理论，是一种研究不精确、不确定性知识的数学工具。利用粗糙集理论，可以方便地描述知识表示中不同属性的重要性，减少知识表示空间的维数。本课题的主要目标是：根据粗糙集理论和煤粉燃烧火焰图像特征，利用数字图像处理和计算机技术，对燃煤电站锅炉火焰检测与燃烧诊断的方法进行研究，旨在提高火焰燃烧诊断的可靠性。本研究以图像处理技术为基础，结合粗糙集理论来对锅炉炉膛火焰进行检测、分析和诊断，为对锅炉燃烧做全面、准确的诊断提供依据。本文的主要内容是：从全炉膛看火电视获得锅炉炉膛火焰图像，将粗糙集理论运用于火焰图像的处理和燃烧状况的诊断。主要工作包括：1.针对现代锅炉火焰大面积检测的要求，确定了“基于粗糙集和数字图像处理技术的锅炉炉膛火焰检测系统”的技术研究路线。2.研究了锅炉火焰燃烧和辐射的物理过程、图像处理的一般方法以及粗糙集的理论知识。3.本文根据噪声理论，分析了图像噪声的来源。全炉膛火焰的燃烧过程伴随着大量动态的随机噪声，这些噪声信号必须消除。为便于计算机对锅炉燃烧状况进行识别，针对火焰图像的特点，对获取的火焰图像进行了处理，结合粗糙集的理论，选取了有利于提取火焰燃烧特征的处理方法。采用粗糙集对火焰图像进行像素级的操作处理，给出计算平均灰度、火焰面积大小、火焰形心坐标等重要参数的方法。4.利用粗糙集和图像的重要参数完成炉膛燃烧的诊断。5.用Matlab编制了相应的程序实现了炉膛火焰的平均灰度、火焰面积大小、火焰形心坐标等重要参数的提取；并且对锅炉炉膛燃烧状况做出诊断。本文链接：授权使用：上海海事大学(wflshyxy)，授权号：412088a4-0c0f-4844-ab18-9de100c01f49下载时间：2010年8月29日