[发明专利]基于数字图像处理的燃气发动机回火放炮监测系统

说明书

本发明主要应用于发动机技术领域，特别涉及一种基于数字图像处理的燃气发动机回火放炮监测系统，包括耐高温高压门镜、反光镜、高清摄像头及图像处理设备，耐高温高压门镜和高清摄像头分别安装在保护套管的两端，保护套管一端连接通气管，另一端连接图像处理设备，保护套管与通气管连接处为耐高温高压门镜，保护套管与图像处理设备连接处为高清摄像头，保护套管内部设置反光镜，反光镜位于耐高温高压门镜与高清摄像头之间，保护套管在安装反光镜处设置为折弯管。本发明基于数字图像处理，采用“看”的方式，解决了回火放炮难以监测的难题，可以及时准确的反馈燃气发动机回火放炮现象。

技术领域

本发明涉及一种基于数字图像处理的燃气发动机回火放炮监测系统，主要应用于发动机技术领域。

背景技术

现如今燃气发动机普遍存在回火放炮现象。“回火”指燃气在尚未进入气缸之前，在进气管中发生燃烧或爆炸；“放炮”指燃气未在气缸中燃烧，在排气管中发生燃烧或爆炸。回火放炮现象轻则在进、排气管中缓慢燃烧，高温损坏进、排气管，重则在进、排气管中形成爆炸，损坏设备，同时危害人身安全。一般情况下，轻微回火放炮会很快演变为严重回火放炮，必须早发现早处理。目前对回火放炮实施监测主要存在以下难点：

(1)偶尔的轻微回火放炮，进、排气管的温度不一定升高，即使升高，也需要一个加热过程，不会立即表现出来，无法通过温度监测；

(2)轻微回火放炮没有声音，即使有经验的操作者也无法察觉；严重回火放炮声音较大，但发动机运行现场噪声干扰严重，靠声音传感器判断是不可行的；

(3)严重回火放炮的爆炸威力巨大，而且排气管中的温度很高，一般的传感器根本无法承受，如果采用传感器监测，不能安装在进、排气管内部。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种解决燃气发动机回火放炮无法监测的问题，使机组控制系统可以有针对性的采取措施，抑制回火放炮，或发出报警，避免安全事故发生的基于数字图像处理的燃气发动机回火放炮监测系统。

本发明所述的基于数字图像处理的燃气发动机回火放炮监测系统，包括耐高温高压门镜、反光镜、高清摄像头及图像处理设备，耐高温高压门镜和高清摄像头分别安装在保护套管的两端，保护套管一端连接通气管，另一端连接图像处理设备，保护套管与通气管连接处为耐高温高压门镜，保护套管与图像处理设备连接处为高清摄像头，保护套管内部设置反光镜，反光镜位于耐高温高压门镜与高清摄像头之间，保护套管在安装反光镜处设置为折弯管。

高清摄像头负责进、排气管内部画面的采集，将图像传递给图像处理设备及软件。图像处理设备及软件，图像处理设备为工控机、PC机、嵌入式控制板等微处理器平台，一般运行Windows、Linux等操作系统；图像处理软件是在Open CV、Halcon、VisionPro等专业机器视觉软件库基础之上开发的应用程序，对摄像头采集到的视频进行分析处理。机组正常工作时进、排气管内是黑暗的，当软件监测到某一个气缸进、排气口位置有微弱光亮或火焰时，判定该气缸发生了轻微回火放炮；当软件监测到强烈光亮时，判定发生了严重回火放炮。

所述的耐高温高压门镜由凹透镜及凸透镜组成，材料为石英玻璃。凹透镜增大了进、排气管内影像的观测范围，应合理调整门镜凹透镜及凸透镜焦距使进、排气管影像清楚的投射在反光镜上。

所述的反光镜安装在保护套管折弯处，保护套管弯折角度为90°，反光镜安装角度为45°。

所述的保护套管由不锈钢材料制成。对耐高温高压门镜、反光镜、高清摄像头起固定和保护作用。

所述的保护套管上设置软连接，软连接位于反光镜和高清摄像头之间。软连接起到减震及隔热作用，有效减轻机组振动及高温对高清摄像头的影响。

所述的通气管包括进气管和排气管。

本发明的有益效果是：