本文旨在以全炉膛看火电视为图像采集前端设备，以数字图象处理技术为手段，运用热辐射学和彩色面阵CCD色度学理论，采用三色测温法来检测炉膛火焰温度。主要工作内容包括： 1．针对现代锅炉火焰大面积检测的要求，确定了“基于锅炉全炉膛火焰电视和数字图像处理技术相结合的温度检测系统”的技术研究路线，并以成熟和廉价的全炉膛看火电视为基础，建立一套完整的高温炉膛测温硬软件系统。应用此系统获取了现场实验数据并用它们作为建模的数据。 2．研究了锅炉火焰燃烧和辐射的物理过程以及采用彩色CCD的三色测温的原理。建立测温数学模型，为直接利用CCD摄像机检测锅炉炉膛燃烧火焰温度阐明了物理机理。 3．提出了一种新的温度分段线性化拟合方法解决温度数据与色度的非线性映射问题，即将火焰温度由高向低分成几个温度段，不同的温度段使用不同的运算公式，从而提高了测量的精度，避免了过去方法中试图用一个标定试验的公式来求解跨度较大的整个温度场分布时所产生的误差。 4．针对火焰图象的特性，完成适合于火焰图象处理的方法研究。采用图象相加、偏微分、邻域平均等方法来消除图象噪声；绘制图象的R、G、B三色直方图来研究火焰幅度特征分布与温度分布的关系；给出计算平均灰度、火焰面积大小、火焰形心坐标等重要参数的方法；用彩色等温区或等温线重构温度场分布。 5．用Visual C++编制了一个基于Windows环境下的炉膛火焰温度检测应用软件，该软件具备如下功能：首先有一个良好的人机交互接口界面；可以对炉膛火焰燃烧工况进行实时监视；实现了燃烧火焰的结构、轮廓、大小和温度等重要特征参数的提取，同时对整个燃烧室内部的温度场分布进行重构，用不同颜色的温度区和不同颜色的等温线来显示温度分布；可以显示鼠标指定的任意点温度数值；可以对重要图象数据进行存盘或打印保存，以备离线技术分析。 基于图象处理技术的炉膛火焰温度检测系统研究 摘要 本文从实际问题出发，研究问题本身的物理机理、建立相应的数学模型、采 用先进而适当的处理方法并设计了一个实用的系统。