[发明专利]一种管道内气体爆炸火焰传播真实速度的获取方法

说明书

本发明提供了一种管道内气体爆炸火焰传播真实速度的获取方法。本发明的管道内气体爆炸火焰传播真实速度的获取方法，包括如下步骤：步骤一：采用图像采集仪采集管道内气体爆炸火焰传播图像；步骤二：对所述管道内气体爆炸火焰传播图像进行处理以提取火焰锋面位置信息；步骤三：对所述火焰锋面位置信息进行修正，获得火焰锋面实际位置信息；步骤四：根据所述火焰锋面实际位置信息获取管道内气体爆炸火焰传播真实速度。本发明的方法通过对火焰锋面位置信息进行修正，能够获得火焰锋面实际位置信息，利用该火焰锋面实际位置信息能够获取得到管道内气体爆炸火焰传播的真实速度。

技术领域

本发明涉及燃烧爆炸防控技术领域，尤其是涉及一种管道内气体爆炸火焰传播真实速度的获取方法。

背景技术

火焰传播速度是指火焰前锋沿其法线方向相对于未燃可燃混合气的推进速度，火焰传播速度表征了进行燃烧过程的火焰前锋在空间的移动速度，是研究火焰稳定性的重要数据之一。

目前，在开展气体/粉尘燃爆实验时，通常采用高速摄影仪对各可燃气体/粉尘爆炸火焰传播过程进行图像采集，在处理火焰传播图像数据时，通常使用自编写程序并结合Canny算法进行火焰锋面特征信息的识别与提取。在提取爆炸传播火焰锋面位置参数后，根据爆炸容器视窗实际尺寸与图片中的大小比例关系、点火中心位置和火焰锋面对应的时刻等数据，求得气体/粉尘爆炸火焰传播的位置、速度等参数。然而，实际研究过程发现，按照上述方法求得的火焰传播速度值存在较大的误差。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明提供一种管道内气体爆炸火焰传播真实速度的获取方法，该方法能够有效消除现有方法的误差，从而获得管道内气体爆炸火焰传播的真实速度。

本发明提供的管道内气体爆炸火焰传播真实速度的获取方法，包括如下步骤：

步骤一：采用图像采集仪采集管道内气体爆炸火焰传播图像；

步骤二：对所述管道内气体爆炸火焰传播图像进行处理以提取火焰锋面位置信息；

步骤三：对所述火焰锋面位置信息进行修正，获得火焰锋面实际位置信息；

步骤四：根据所述火焰锋面实际位置信息获取管道内气体爆炸火焰传播真实速度。

在本发明的上述步骤一中，对用于采集仪采集管道内气体爆炸火焰传播图像的图像采集仪不作严格限制，可以采用本领域的常规仪器，例如高速摄影仪等。

在本发明的上述步骤二中，针对强光火焰，所述步骤二包括：调整所述管道内气体爆炸火焰传播图像的对比度，随后采用Canny算子检测火焰边缘并提取火焰锋面位置信息。图3显示了一实施方式的强光火焰锋面位置信息提取示意图；针对强光火焰的上述方法为现有技术方法，强光火焰指的是能够采用上述方法提取火焰锋面位置信息的火焰。

本发明人研究发现，对于较弱的火焰锋面，主要存在于爆炸极限附近浓度，采用上述方法难以实现对火焰锋面特征信息的采集。鉴于此，本发明人特别提出了一种针对弱光火焰的火焰锋面位置信息提取方法；此处弱光火焰指的是采用上述方法无法提取火焰锋面位置信息的火焰。

具体地，针对弱光火焰，所述步骤二包括：对所述管道内气体爆炸火焰传播图像进行增强，随后进行二值化处理，再以Canny算子检测火焰边缘并提取火焰锋面位置信息。图2显示了一实施方式的弱光火焰锋面位置信息提取示意图；由图2可见，上述方法能够有效提取弱光火焰锋面位置信息参数。

在本发明中，对管道内气体爆炸火焰传播图像的增强方式不作严格限制，可以采用本领域的常规方法，例如Imcomplement算法、Imreducehaze算法等。