基于圖像檢測(cè)的火焰溫度場(chǎng)測(cè)量及三維重建的研究.pdf

1、從動(dòng)態(tài)燃燒火焰圖像中獲取火焰的溫度信息是燃燒診斷領(lǐng)域非常重要的研究?jī)?nèi)容。本文結(jié)合輻射傳遞的計(jì)算方法及逆向MonteCarlo方法，以輻射反問(wèn)題研究作為基礎(chǔ)，建立一套利用彩色CCD攝像機(jī)且適合于空間介質(zhì)的火焰三維溫度場(chǎng)重建模型。
　　 對(duì)于大空間的彌散介質(zhì)溫度場(chǎng)重建，其特點(diǎn)是在于介質(zhì)為吸收、發(fā)射和散射的介質(zhì)，輻射源相對(duì)于接收器(CCD成像靶面)很大，因此需要建立一個(gè)效率高、適應(yīng)性廣的三維溫度場(chǎng)重建模型，這是本文研究的一個(gè)重點(diǎn)。對(duì)于

2、如何不考慮重建區(qū)域內(nèi)的火焰形狀，重建出適合于對(duì)稱(chēng)和非對(duì)稱(chēng)火焰的模型，是本文研究的另一個(gè)重點(diǎn)。
　　 首先，介紹了比色測(cè)溫方法的基本原理，討論了由被測(cè)物體的灰度值變化和CCD傳感器響應(yīng)波長(zhǎng)帶寬的非理想性引起的測(cè)溫誤差，提出了相應(yīng)的校正方法，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該測(cè)溫方法的準(zhǔn)確性。
　　 其次，詳細(xì)介紹了基于MonteCarlo方法下空間介質(zhì)的輻射傳遞的過(guò)程，經(jīng)過(guò)與模擬的溫度場(chǎng)進(jìn)行對(duì)比研究，驗(yàn)證算法的可行性。再結(jié)合透鏡光學(xué)成像原理

3、，計(jì)算介質(zhì)燃燒火焰的輻射光學(xué)成像。
　　 然后，研究分析了計(jì)算輻射傳熱的基于逆向MonteCarlo方法，在此基礎(chǔ)上創(chuàng)新性推導(dǎo)出基于逆向MonteCarlo方法的三維溫度場(chǎng)重建模型。該模型充分考慮到空間介質(zhì)的吸收、發(fā)射和散射的三種特性，并且重建時(shí)間短，非常適合于大輻射源和CCD成像靶面小的計(jì)算情況。采用算例分析了幾種因素對(duì)三維溫度場(chǎng)重建精度的影響，結(jié)果表明逆向MonteCarlo方法重建效率較高，重建誤差較小。
　　 最