高動態(tài)范圍的火焰溫度場分布的測量研究.pdf

1、燃燒火焰的溫度場測量是燃燒領域一個極其重要的問題，它對于燃燒狀態(tài)的判斷、預測和診斷有著十分重要的意義。傳統(tǒng)的溫度測量只能測量被測點的溫度，很難及時地反映整個火焰的燃燒狀況。隨著計算機技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了一種基于數(shù)字圖像處理的火焰溫度測量技術(shù)，這種技術(shù)可以對火焰圖像信號進行定量分析，又為火焰的后續(xù)分析和自動監(jiān)控提供了可能，因此這種方法得到廣泛的運用。但是火焰的亮度非常高，并且亮度梯度變化也很大，而一般的CCD或者CMOS的動態(tài)范圍

2、有限，因此利用一般的數(shù)碼成像設備只能測量火焰一部分區(qū)域的溫度。為此我們采用了擴展動態(tài)范圍的方法，實現(xiàn)了高動態(tài)范圍的火焰溫度測量。 本文首先討論了有關火焰溫度測量的物理基礎，在此基礎上介紹了幾種常見的輻射測溫法，并比較了它們的優(yōu)缺點。重點介紹了基于彩色CMOS的三色測量法的原理，為我們采用數(shù)碼相機進行火焰溫度測量建立了數(shù)學模型。 然后，本文是基于數(shù)字圖像的高動態(tài)范圍火焰溫度測量，運用了圖像動態(tài)范圍擴展理論，建立起動態(tài)擴展的

3、算法。 之后詳細介紹了整個測溫系統(tǒng)的光學成像平臺，包括光學結(jié)構(gòu)、支撐結(jié)構(gòu)。向時對整個系統(tǒng)的關鍵硬件設備(數(shù)碼相機)進行了特性分析，討論了彩色圖像像素點的灰度值與輻射溫度之間的關系。接著，我們介紹了測溫系統(tǒng)的軟件部分，包括系統(tǒng)的對焦和圖像拍攝控制功能塊、圖像配準功能塊、圖像合成及溫度場計算功能塊、火焰溫度分布的顯示功能塊。 最后對火焰溫度測量系統(tǒng)進行誤差分析，并運用近似黑體的標準A光源對測量系統(tǒng)進行標定，建立了一種溫度分段