專利名稱：一種火焰燃燒穩(wěn)定性自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及爐膛火焰燃燒穩(wěn)定性自動(dòng)監(jiān)測(cè)，尤其涉及一種基于火焰燃燒穩(wěn)定區(qū)與火焰燃燒臨界區(qū)形心距的火焰燃燒穩(wěn)定性自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法。
背景技術(shù)：
熱媒爐被普遍應(yīng)用于原油輸送過(guò)程中，主要用來(lái)解決高含蠟，高凝點(diǎn)原油輸送的困難。熱媒爐燃燒的基本要求是保持火焰燃燒的穩(wěn)定性，火焰燃燒穩(wěn)定是指在一定的時(shí)間段內(nèi)火焰的大小、火焰的亮度、火焰的燃燒偏心距離以及火焰燃燒的波動(dòng)性基本保持不變。然而理想中穩(wěn)定燃燒的火焰是不存在的，爐膛火焰是一種不規(guī)則的，沒(méi)有固定形態(tài)的事物。如果火焰燃燒不穩(wěn)定，一方面會(huì)降低火焰的燃燒效率，產(chǎn)生噪聲和污染物等，另一方面會(huì)浪費(fèi)大量的能源，增加生產(chǎn)成本。若火焰偏向某一側(cè)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引發(fā)爐膛爆管、停爐影響生產(chǎn)，以及引發(fā)安全事故。因此非常有必要對(duì)熱媒爐火焰燃燒的穩(wěn)定性進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，確保工作過(guò)程萬(wàn)無(wú)一失，或及早采取補(bǔ)救措施避免災(zāi)禍的發(fā)生。目前針對(duì)準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)熱媒爐火焰燃燒是否穩(wěn)定的工作主要包括3個(gè)部分1、正對(duì)火焰噴射方向?qū)鹧孢M(jìn)行拍攝并從火焰燃燒圖像中提取火焰燃燒區(qū)域；2、從火焰燃燒區(qū)域中提取出火焰燃燒特征值；3、根據(jù)得到的特征值對(duì)火焰燃燒狀況進(jìn)行判斷。由于數(shù)字圖像處理技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，所以提取火焰燃燒區(qū)域工作已經(jīng)不是技術(shù)難題，判斷火焰穩(wěn)定性的重點(diǎn)主要取決于對(duì)火焰燃燒特性的特征值的提取與相關(guān)計(jì)算。目前針對(duì)爐膛火焰燃燒穩(wěn)定性的特征值主要為火焰圖形中心偏移距離。以此特征值判斷火焰穩(wěn)定性的方法存在2個(gè)不足之處第一、火焰燃燒存在波動(dòng)性，檢測(cè)過(guò)程中，根據(jù)單幅圖像得到的偏心距離值存在波動(dòng)范圍大，波動(dòng)頻率快，不利于反映火焰燃燒的整體情況。第二、現(xiàn)有的偏心距離是根據(jù)火焰中心點(diǎn)與爐膛中心點(diǎn)計(jì)算得到，其中爐膛中心點(diǎn)需要在系統(tǒng)每次啟動(dòng)時(shí)進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定方法有兩種，一是，每次啟動(dòng)前都將攝像機(jī)中心與爐膛中心點(diǎn)對(duì)齊，但隨著系統(tǒng)長(zhǎng)期的運(yùn)行，爐膛中心點(diǎn)與攝像機(jī)中心點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)相對(duì)位置漂移的情況，導(dǎo)致檢測(cè)失準(zhǔn)，不利于實(shí)際應(yīng)用；二是，不必將攝像機(jī)中心和爐膛中心點(diǎn)對(duì)齊，但是在噴火初期，憑經(jīng)驗(yàn)人為主觀地設(shè)定一個(gè)火焰中心，這種方法主觀風(fēng)險(xiǎn)也較大。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)以上兩點(diǎn)不足，本發(fā)明提供了一種火焰燃燒穩(wěn)定性自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，該方法即使在波動(dòng)較嚴(yán)重的情況時(shí)，也能對(duì)火焰穩(wěn)定性進(jìn)行監(jiān)測(cè)，較好的反映火焰燃燒的整體情況，并且避免了因爐膛中心點(diǎn)與攝像機(jī)中心點(diǎn)相對(duì)位置漂移產(chǎn)生的誤差以及主觀因素造成的風(fēng)險(xiǎn)，詳見(jiàn)下文描述一種火焰燃燒穩(wěn)定性自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，所述方法包括以下步驟(I)獲取N幅RGB模式火焰圖像An，從中提取藍(lán)色圖像并增強(qiáng)對(duì)比度，獲取處理后火焰圖像Bn;
(2)對(duì)所述處理后火焰圖像Bn進(jìn)行分割，得到分割后的火焰圖像In ；(3)從所述分割后的火焰圖像In中提取火焰燃燒穩(wěn)定區(qū)W和火焰燃燒臨界區(qū)L ；(4)分別計(jì)算火焰燃燒穩(wěn)定區(qū)圖形中心坐標(biāo)(xw，yw)、火焰燃燒臨界區(qū)圖形中心坐標(biāo)(X1, Y1)、所述火焰燃燒穩(wěn)定區(qū)W和所述火焰燃燒臨界區(qū)L之間的形心距離d ；(5)當(dāng)所述形心距離d大于距離閾值時(shí)，火焰燃燒不穩(wěn)定。所述對(duì)所述處理后火焰圖像Bn進(jìn)行分割，得到分割后的火焰圖像In具體為:I)對(duì)每個(gè)所述處理后火焰圖像Bn進(jìn)行梯度變換，得到梯度圖；2)提取目標(biāo)標(biāo)記點(diǎn)(X1, Y1)和背景標(biāo)記點(diǎn)(x2, J2);3)將所述目標(biāo)標(biāo)記點(diǎn)(Xl，Y1)和所述背景標(biāo)記點(diǎn)(x2，y2)作為種子點(diǎn)對(duì)所述梯度圖進(jìn)行分水嶺分割。所述火焰燃燒穩(wěn)定區(qū)W和火焰燃燒臨界區(qū)L具體為:
權(quán)利要求
1.一種火焰燃燒穩(wěn)定性自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: (1)獲取N幅RGB模式火焰圖像An，從中提取藍(lán)色圖像并增強(qiáng)對(duì)比度，獲取處理后火焰圖像Bn ； (2)對(duì)所述處理后火焰圖像Bn進(jìn)行分割，得到分割后的火焰圖像In； (3)從所述分割后的火焰圖像In中提取火焰燃燒穩(wěn)定區(qū)W和火焰燃燒臨界區(qū)L； (4)分別計(jì)算火焰燃燒穩(wěn)定區(qū)圖形中心坐標(biāo)(xw，yw)、火焰燃燒臨界區(qū)圖形中心坐標(biāo)(X1, Y1)、所述火焰燃燒穩(wěn)定區(qū)W和所述火焰燃燒臨界區(qū)L之間的形心距離d ； (5)當(dāng)所述形心距離d大于距離閾值時(shí)，火焰燃燒不穩(wěn)定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種火焰燃燒穩(wěn)定性自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述對(duì)所述處理后火焰圖像Bn進(jìn)行分割，得到分割后的火焰圖像In具體為: 1)對(duì)每個(gè)所述處理后火焰圖像Bn進(jìn)行梯度變換，得到梯度圖； 2)提取目標(biāo)標(biāo)記點(diǎn)(Xl，yi)和背景標(biāo)記點(diǎn)(x2，y2)； 3)將所述目標(biāo)標(biāo)記點(diǎn)(Xl，yi)和所述背景標(biāo)記點(diǎn)(x2，y2)作為種子點(diǎn)對(duì)所述梯度圖進(jìn)行分水嶺分割。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種火焰燃燒穩(wěn)定性自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述火焰燃燒穩(wěn)定區(qū)W和火焰燃燒臨界區(qū)L具體為:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種火焰燃燒穩(wěn)定性自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述火焰燃燒穩(wěn)定區(qū)圖形中心坐標(biāo)(xw，yw)、火焰燃燒臨界區(qū)圖形中心坐標(biāo)(Xl，Y1)具體為:
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種火焰燃燒穩(wěn)定性自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述形心距離d具體為:
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種火焰燃燒穩(wěn)定性自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，獲取N幅RGB模式火焰圖像，從中提取藍(lán)色圖像并增強(qiáng)對(duì)比度，獲取處理后火焰圖像；對(duì)所述處理后火焰圖像進(jìn)行分割，得到分割后的火焰圖像；從所述分割后的火焰圖像中提取火焰燃燒穩(wěn)定區(qū)W和火焰燃燒臨界區(qū)L；分別計(jì)算火焰燃燒穩(wěn)定區(qū)圖形中心坐標(biāo)(xw,yw)、火焰燃燒臨界區(qū)圖形中心坐標(biāo)(xl,yl)、所述火焰燃燒穩(wěn)定區(qū)W和所述火焰燃燒臨界區(qū)L之間的形心距離d；當(dāng)所述形心距離d大于距離閾值時(shí)，火焰燃燒不穩(wěn)定。該方法實(shí)現(xiàn)了即使在波動(dòng)較嚴(yán)重的情況時(shí)，也能對(duì)火焰穩(wěn)定性進(jìn)行監(jiān)測(cè)，避免了因爐膛中心點(diǎn)與攝像機(jī)中心點(diǎn)相對(duì)位置漂移產(chǎn)生的誤差以及主觀因素造成的風(fēng)險(xiǎn)。
文檔編號(hào)G06K9/46GK103077395SQ20121059257
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者李一博, 張博林, 曾周末, 陳世利, 張宇 申請(qǐng)人:天津大學(xué)