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燃煤锅炉火焰温度图像检测技术规范
1范围
本文件规定了燃煤锅炉炉膛火焰温度图像检测系统硬件和软件组成、布置与维护、检测器标定、检
测方法以及火焰温度图像检测技术应用等方面技术要求。
本文件适用于燃煤锅炉,燃油锅炉、生物质锅炉、垃圾焚烧炉及工业窑炉可参照本文件执行。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,
仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本
文件。
GB/T1576工业锅炉水质
GB/T12145火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量
GB/T13277.1压缩空气第1部分:污染物净化等级
GB/T15414炉用高温电视系统总技术条件
JJG856工作用辐射温度计
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
火焰图像flameimage
火焰辐射经成像元件模数转换后形成的可见光彩色图像。
3.2
火焰图像RGB值RGBvalueofflameimage
火焰辐射在红、绿、蓝三个基色下的刺激值。
注:R指红,G指绿,B指蓝。
3.3
火焰图像成像元件flameimagecomponent
获得火焰图像的CCD(电荷耦合器)传感器。
3.4
火焰温度图像flametemperatureimage
火焰图像处理后所获得的温度信息图像。
3.5
温度相对误差relativetemperaturedeviation
火焰温度图像的测量误差。
3.6
1
黑体辐射源blackbodyradiatorsource
用于检定或校准辐射温度计、具有稳定控制的温度和明确发射率、且热辐射特性接近于黑体的凹形
装置,亦称黑体炉、人工黑体或模拟黑体。
[来源:JJG856—2015,3.1.6,有修改]
3.7
火焰图像异常abnormalflameimage
火焰图像花屏、亮度异常、方位颠倒等显示异常情况。
3.8
火焰温度图像异常abnormalflametemperatureimage
图像中火焰温度超出合理范围或因火焰图像异常导致的显示异常。
3.9
成像元件噪声imagingsensornoise
由于成像元件本身原因影响成像质量和清晰度的各种干扰因素,即在输入为零的情况下,成像原件
进行模数转换时,引起图像红、绿、蓝值大于零的情况。
3.10
窄带通滤色片narrowbandpassfilter
在RGB响应波长范围内半带宽小于20nm的滤色片。
3.11
光谱灵敏度系数spectralsensitivitycoefficient
CCD光电传感器对不同波长的入射光的响应效率。
4基本原理
4.1测量原理
火焰辐射来自火焰中一些化学性能稳定的燃烧产物的光谱带,火焰辐射光谱经CCD的滤色层分解
为RGB三基色后进入成像元件,转换成与光强度成正比的电荷量,经模数转换后存储为火焰图像。通
过黑体炉标定,可以从火焰图像RGB值中得到火焰辐射强度信号,假定炉内火焰在可见光波段内为灰
体,发射率不随波长变化,然后根据普朗克定律计算获得火焰温度图像。火焰温度图像测量原理详见附
录A。
4.2火焰温度图像计算步骤
火焰温度图像计算步骤见图1,具体步骤如下:
a)通过黑体炉标定火焰图像检测器,建立黑体辐射强度与图像RGB值之间的关系,即标定系数;
b)通过火焰图像检测器获得火焰图像;
c)从火焰图像中提取RGB值,然后根据标定系数和火焰温度计算方法计算火焰温度图像。
2
图1火焰温度图像计算步骤
4.3一般要求
4.3.1采集的火焰图像宽度×高度尺寸不低于320像素×240像素。
4.3.2采集的火焰图像RGB值均应小于图像深度的二次幂,且不应低于成像元件噪声。
4.3.3黑体炉图像标定和火焰图像采集过程中火焰图像检测器参数设置应保持一致,主要参数包括曝
光时间、白平衡、自动增益、像素数等。
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