[发明专利]用于开放燃烧环境中的三维辐射和气体物质场估计的装置和方法

权利要求书

1.一种用于测量开放燃烧环境中的火焰(82)的发射的方法，包括：

在至少一个选定光谱带中从多个图像捕获设备(90,90a,90b,90c,92)中的每一个图像捕获设备接收捕获图像，其中所述多个图像捕获设备中的每一个图像捕获设备都从不同的透视角在来自燃烧方法的所述火焰上进行训练，其中所述燃烧方法包括火炬或火炬场；

校准多个图像捕获设备；

配准多个图像捕获设备；

使多个图像捕获设备同步；

根据所述捕获图像估计所述至少一个选定光谱带中的所述火焰的光谱路径长度；

根据所述捕获图像估计所述火焰的发射辐射；

根据所估计的发射辐射估计所述火焰的温度；

根据所估计的火焰温度和所估计的火焰光谱路径长度估计所述火焰的气体物质浓度；以及

根据所估计的气体物质浓度测量所述火焰的发射，其中，所述火焰发射包括烟雾量、破坏去除效率和燃烧效率中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的方法，

其中所述图像捕获设备包括多光谱图像捕获设备；

其中所述至少一个选定光谱带包括多个选定光谱带，并且其中所述接收捕获图像包括在所述多个选定光谱带中的每一个选定光谱带中从多个图像捕获设备中的每一个图像捕获设备接收捕获图像；以及

其中所述估计所述火焰的光谱路径长度包括估计所述多个选定光谱带中的每一个选定光谱带中的光谱路径长度。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括：

对于每个所述捕获图像中的多个像素中的每一个像素，将来自所述图像捕获设备的感测图像强度转变为接收辐射；以及

通过调整所接收的大气衰减辐射，将所述接收辐射转变为估计的发射辐射。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括：

接收从分别与所述图像捕获设备中的每一个图像捕获设备配准的多个可见颜色相机(96)捕获的多个捕获的可见光谱图像；

根据所接收的捕获图像和所接收的捕获可见图像表征来自所述开放燃烧环境的烟雾。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括：

将来自所述图像捕获设备的至少一个图像捕获设备所接收的捕获图像与来自与所述图像捕获设备中的一个图像捕获设备配准的所述可见颜色相机的所接收的捕获可见光谱图像重叠，以提供融合图像；

确定所述融合图像中的至少一个热特征边界和可见烟雾边界，其中基于来自所述多个图像捕获设备中的所述至少一个图像捕获设备的所接收的捕获图像确定所述至少一个热特征边界，并且基于相应捕获的可见光谱图像确定所述可见烟雾边界；

确定所述融合图像中的参考区域；

基于所述至少一个热特征边界、所述可见烟雾边界、所述参考区域和所述至少一个环境状况，将与所述可见烟雾边界相关联的林格曼标度映射到归一化的林格曼标度。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述估计气体物质浓度包括估计至少两种气体物质的气体物质浓度；

其中所述气体物质中的一种气体物质包括水蒸气。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述火焰从由烃进料管线供给的火炬发射；并且

其中所述估计气体物质浓度包括估计至少一种气体物质的气体物质浓度；以及

其中所述测量开放燃烧环境中的火焰(82)的发射包括以下中的至少一个：

基于所述至少两种气体物质的估计气体物质浓度、所述烃进料管线中的测量质量流量、以及所述烃进料管线中的测量气体成分，测量所述火炬的破坏去除效率；或者

基于至少两种气体物质的估计气体物质浓度测量所述火炬的燃烧效率。