[发明专利]一种基于火焰图像的温度识别方法以及低浓度瓦斯燃烧系统的控制方法

说明书

本发明公开了一种基于火焰图像的温度识别方法以及低浓度瓦斯燃烧系统的控制方法，温度识别方法包括以下步骤：S1、获取炉膛内的燃烧视频，截图得到多幅炉膛内的燃烧火焰图像，与相应时刻的温度一一对应起来；S2、去噪处理；S3、进行特征量的提取；S4、利用建立的特征量与温度的对应关系进行数据拟合，之后输入待识别燃烧火焰图像即可直接提取该待识别燃烧火焰图像对应的温度。本发明将图像处理及识别技术用于低浓度瓦斯直接燃烧系统中，从连续图片中获得的温度信息，进行炉膛燃烧状态的判断，并且可以根据燃烧状态实现对进气量的控制，使炉膛燃烧状况更为合理。

技术领域

本发明涉及锅炉高温测量技术领域，具体地说涉及一种基于火焰图像的温 度识别方法以及低浓度瓦斯燃烧系统的控制方法。

背景技术

低浓度瓦斯直接燃烧系统需要将温度控制在900-1100℃之间，并且当温度 低于800℃时会触发温度保护系统，保障系统安全稳定运行。温度过低，无法 保证新进入的瓦斯气及时点燃和燃烧，容易产生不完全燃烧和形成可燃气体的 聚集。一旦瓦斯气没有被及时点燃，发生燃烧室的爆炸。为了避免这种情况的 发生，需要及时掌握炉膛内气体燃烧的状态，而气体燃烧状态的确定需要温度。

当前主要使用的测温方法是在炉膛内安装温度感应装置，通过温度感应装 置获取温度的相关信息。但是这些元器件是靠近或直接接触火焰的，这种方式 会大大降低元器件的寿命。通过图像识别的方法对温度进行识别不会与火焰直 接接触，同时也会减少元器件的干扰而对温度出现误读的情况，但目前缺少这 方面的研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于火焰图像的温度识别方法以及 低浓度瓦斯燃烧系统的控制方法，旨在解决现有方法损耗元器件，且无法准确 识别炉膛温度的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种基于火焰图像的温度识别方法，包括以下步骤：

S1、获取炉膛内的燃烧视频，并通过温度感应探测器实时探测炉膛内的温 度，然后以T时间为粒度将获取的炉膛内的燃烧视频进行截图，得到多幅炉膛 内的燃烧火焰图像，再将各幅燃烧火焰图像与温度感应探测器探测到的相应时 刻的温度一一对应起来；

S2、使用自适应加权均值—中值滤波方法对各幅燃烧火焰图像进行去噪处 理；

S3、对去噪后的各幅燃烧火焰图燃烧火焰图像进行特征量的提取，然后将 各幅燃烧火焰图燃烧火焰图像对应的温度与相应提取到的特征量一一对应起 来；

S4、利用建立的特征量与温度的对应关系进行数据拟合，之后输入待识别 燃烧火焰图像即可直接提取该待识别燃烧火焰图像对应的温度。

进一步地，步骤S1中，截图的具体操作方法如下：

使用cv2包中的VideoCapture模块进行图像的获取，通过改变延时时间获 得不同时间间隔的燃烧火焰图像。

进一步地，步骤S2的具体操作方法如下：

S21、将燃烧火焰图像转化为RGB三通道图像，得到RGB三通道图像的R、 G、B矩阵，然后将R、G、B矩阵转化为灰度矩阵；

S22、基于燃烧火焰图像对应的灰度矩阵，使用自适应加权均值—中值滤波 方法对燃烧火焰图像噪声中的脉冲噪声及高斯噪声进行去噪，去噪计算公式如 式1、式2和式3所示：

其中，zxy表示待去噪数据，即窗口正中心的数据，mean表示窗口数据均 值，med表示窗口数据中值，zxy'表示修正后数据。

进一步地，步骤S3中，特征量的提取的具体操作方法如下：