[发明专利]一种基于彩色CCD相机的碳氢火焰温度测量方法

摘要

本发明公开了一种基于彩色CCD相机的碳氢火焰温度测量方法，目的在于，被测对象测温范围不受黑体炉标定实验的限制，无需用到黑体炉。包括以下步骤：1)拍摄碳氢火焰：设置彩色CCD相机的参数，对火焰进行拍摄；2)获得温度与两基色原始强度比值之间的关系曲线：通过相机响应效率曲线获得温度与R、G、B通道所记录的原始强度比值的关系曲线；3)获取R、G、B真彩色图像：从彩色CCD相机中输出RAW格式图像，并将RAW格式图像最终转化为R、G、B真彩色图像；4)获取两基色比值：从R、G、B真彩色图像中得到R、G、B三通道原始强度，并任意选取两基色计算原始强度比值；5)温度获取：从得到的温度与两基色原始强度比值之间的关系曲线，获得碳氢火焰温度。

主权项

1.一种基于彩色CCD相机的碳氢火焰温度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：1)拍摄碳氢火焰：设置好彩色CCD相机的参数，对被测火焰进行拍摄；2)获得温度与两基色原始强度比值之间的关系曲线：通过相机响应效率曲线获得温度与R、G、B通道所记录的原始强度比值之间的关系曲线；通过获取包括所使用镜头在内的可探测波长范围下的相对透过率，从而得到相机响应效率曲线，并将相机响应效率曲线代入R、G、B通道所记录的原始强度比值对应的公式中，从而获取温度与任意两基色原始强度比值之间的关系曲线；所述R、G、B通道所记录的原始强度比值对应的公式如下：式中R、G、B代表R、G、B通道所记录的原始强度；λ为波长，单位m；T为碳烟的开尔文温度，单位K；C₁、C₂分别为第一辐射常数和第二辐射常数，C₁＝3.742×10^－16W·m²，C₂＝1.4388×10^－2m·K；r(λ)、g(λ)、b(λ)分别为R、G、B通道下的相机响应效率，ε_λ为碳烟颗粒的光谱辐射率，碳烟颗粒的光谱辐射率随波长变化的公式如下式所示：式中KL因子与燃烧火焰中的碳烟颗粒浓度成正比，参数α的值是与火焰中碳烟颗粒的物理和光学特性有关的常数；3)获取R、G、B真彩色图像：从彩色CCD相机中输出RAW格式图像，并将RAW格式图像最终转化为R、G、B真彩色图像；4)获取两基色比值：从R、G、B真彩色图像中得到R、G、B三通道原始强度，并任意选取两基色计算原始强度比值；5)温度获取：根据步骤2)得到的温度与两基色原始强度比值之间的关系曲线，获得碳氢火焰温度。