一种火焰燃烧状况及稳定性的评价方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种火焰燃烧状况及稳定性的评价方法，属于能源与环境技术领域。
【背景技术】
[0002] 我国是世界上最大的煤炭生产和消费国，火力发电机组一直承担着我国电力生产 的重任，故机组的负荷变化和燃烧调整变化频繁。加上我国火电机组燃烧煤种复杂W及设 备故障等问题，时常造成燃烧火焰状况偏离最佳工况，不能保证炉膛内稳定均匀的火焰和 强烈充分的燃烧，燃烧稳定性能的下降不仅会导致锅炉热效率降低，而且产生更多的污染 物和噪声，在极端情况下可能引起炉膛灭火，甚至诱发炉膛爆炸。燃烧稳定性能的优劣全面 影响到锅炉的经济性、环保性和安全性，运就使得评判燃烧系统的稳定性能极其重要。有效 的火焰燃烧稳定性能评判可W指导运行人员寻求机组最稳定的历史工况W供实时运行作 参考，提高机组各方面的综合性能。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种火焰燃烧状况及稳定性的评价方法，对火焰状况及稳定 性提出了量化标准并能够准确、客观地进行评价，可W为火焰燃烧过程的分析及优化提供 一定的指导，该方法操作简便、结果准确、速度快、重复性高、所受干扰小。
[0004] 本发明所述火焰燃烧状况及稳定性的评价方法，体包括W下步骤： (1) 获取火焰燃烧的图像，截取所要评价区域； (2) 将处理后的图片导入Matl油软件得到关于红、绿、蓝S种颜色的亮度特征矩阵Ri,、 Gij、B。； (3) 在红、绿、蓝=色中选取一种颜色作为评价色，使用迭代的方法来确定火焰所在区 域的评价标准最佳阀值Tk; (4) 将所选取颜色的亮度特征矩阵中每个像素与阀值Tk进行比较，当R1,、Gi,或B1, 大于等于Tk时则认为该像素点所在区域存在火焰，当R 或B1,小于Tk时则认为该 像素点所在区域无火焰，通过火焰所在区域像素个数与所研究区域总像素个数之比得到火 焰燃烧状况，即M=PfuyPt"t3i; (5) 获取连续工况的火焰燃烧图像并计算出每个图片的M值，通过其平均值 立评价火焰燃烧状况，计算其比方差V(M)来评价火焰的稳定性。
[0005] 本发明所述亮度特征矩阵Ri,、Gi,、Bi,是由0-255的数值来组成的矩阵，其数值随 亮度增大而增加。
[0006] 本发明所述最佳阀值Tk是使用迭代的方法来确定的，迭代法是基于逼近的思想通 过阀值迭代的方式，利用程序自动计算出最佳的分割阀值，W红色为例，其他颜色的计算方 法与红色相同，具体包括W下步骤： (1)求出图像中的红色分量最大值和最小值，分别记为Rm。、和R mi。，则初始阀值为：
(2)根据阀值T。将图像分割为目标和背景，分别求出两者的红色分量平均值R1和R2。
[0007] (3)选择新阀值继续迭代，新阀值为：
(4)若Tk=Tw，则所得即为最佳阀值；否则继续迭代计算。
[0008] 本发明通过截取图像保证每张图片中所显示的评价区域位置及大小是一样的。
[0009] 本发明步骤（5)中所述的平均值
，稳定 性:觀辫||吊藝茲龙S，其中Dm为M的方差。
[0010] 本发明所述火焰燃烧的图像是通过普通CCD相机拍摄获得，相机的镜头前方加入 一组滤光片用于防止拍摄的图像色彩饱和度过高。
[0011] 由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点： (1)通过该评价方法解决了火焰燃烧过程中的量化其燃烧状况和稳定性的评价问题。
[0012] (2)通过该评价方法能够准确、客观地进行评价，可W为火焰燃烧过程的分析及优 化提供一定的指导。
[0013] (3)该评价方法操作简便、结果准确、速度快、重复性高、所受干扰小。
【附图说明】
[0014] 图1为本发明方法流程图； 图2为火焰燃烧图像及所提取红色亮度特征矩阵。
【具体实施方式】
[0015]W下结合附图和实施例，对本发明作进一步阐述，但本发明的保护范围不限于所 述内容。
[001引实施例1 本实施例所述火焰燃烧状况及稳定性的评价方法，W红色为例，具体包括W下步骤： 步骤1)获取火焰燃烧的图像； 步骤2)对图2进行处理，截取所要评价区域； 步骤3)将处理后的图片导入Matl油软件得到关于红色的亮度特征矩阵Ri,; 步骤4)选取红色作为评价颜色，使用迭代的方法来确定分割火焰所在区域的最佳阀 值Tk=215; 步骤5)将所选取颜色的亮度特征矩阵中每个像素与阀值Tk进行比较，当Ri,>Tk时则 认为该像素点所在区域存在火焰，当Ri，<Tk时则认为该像素点所在区域无火焰，得到火焰像 素个数为Pfu<3=93829,总像素个数为=192500。通过火焰所在区域像素个数与所研究 区域总像素个数之比得到火焰燃烧状况，即M=PfuyPt"t3i=0. 487 ; 步骤6)W上述方法为例，获取连续工况的火焰燃烧图像并计算出每个图片的M值，通 过其平均值|i=0. 419用来评价火焰燃烧状况，计算其比方差V(M)=0. 0278用来评价火焰 的稳定性。
[0017]步骤4)中计算最佳阀值的迭代法，基于逼近的思想通过阀值迭代的方式，利用程 序自动计算出最佳的分割阀值，其主要算法如下： (1) 求出图像中的红色分量最大值和最小值，分别记为咕。,=255和Rmm=126,则初始阀值 为：
(2) 根据阀值T。将图像分割为目标和背景，分别求出两者的红色分量平均值R1和R2。
[0018] (3)选择新阀值继续迭代，新阀值为：
(4)若Tk=Tw，则所得即为最佳阀值；否则继续迭代计算。
[001引实施例2 本实施例所述火焰燃烧状况及稳定性的评价方法，W绿色为例，具体包括W下步骤： 步骤1)获取火焰燃烧的图像； 步骤2)对图像进行处理，截取所要评价区域； 步骤3)将处理后的图片导入Matl油软件得到关于绿色的亮度特征矩阵Gi,; 步骤4)选取绿色作为评价颜色，使用迭代的方法来确定分割火焰所在区域的最佳阀 值Tk=180 ; 步骤5)将所选取颜色的亮度特征矩阵中每个像素与阀值T进行比较，当GTk时则 认为该像素点所在区域存在火焰，当Gi，<Tk时则认为该像素点所在区域无火焰，得到火焰像 素个数为Pfue=95963,总像素个数为PtDt。！=192500。通过火焰所在区域像素个数与所研究 区域总像素个数之比得到火焰燃烧状况，即M=PfuyPt"t3i=0. 498 ; 步骤6)W上述方法为例，获取连续工况的火焰燃烧图像并计算出每个图片的M值，通 过其平均值lil=0. 428用来评价火焰燃烧状况，计算其比方差V(M)=0. 0284用来评价火焰 的稳定性。
[0020] 步骤4)中计算最佳阀值的迭代法，基于逼近的思想通过阀值迭代的方式，利用程 序自动计算出最佳的分割阀值，其主要算法如下： (1) 求出图像中的绿色分量最大值和最小值，分别记为Gmg,=255和Gmm=120,则初始阀值 为：
(2) 根据阀值T。将图像分割为目标和背景，分别求出两者的绿色分量平均值G1和G2。
[002。 （3)选择新阀值继续迭化新阀值为：
(4)若Tk=Tw，则所得即为最佳阀值；否则继续迭代计算。
【主权项】
1. 一种火焰燃烧状况及稳定性的评价方法，其特征在于，具体包括以下步骤： (1) 获取火焰燃烧的图像，截取所要评价区域； (2) 将处理后的图片导入Matlab软件得到关于红、绿、蓝三种颜色的亮度特征矩阵Rip Gij、Bij; (3) 在红、绿、蓝三色中选取一种颜色作为评价色，使用迭代的方法来确定火焰所在区 域的评价标准最佳阀值Tk; (4) 将所选取颜色的亮度特征矩阵中每个像素与阀值1；进行比较，当R lP G1,或B ^ 大于等于1；时则认为该像素点所在区域存在火焰，当R 或B u小于T k时则认为该 像素点所在区域无火焰，通过火焰所在区域像素个数与所研究区域总像素个数之比得到火 焰燃烧状况，即M=PfllVPtotal; (5) 获取连续工况的火焰燃烧图像并计算出每个图片的M值，通过其平均值 评价火焰燃烧状况，计算其比方差V(M)来评价火焰的稳定性。2. 根据权利要求1所述火焰燃烧状况及稳定性的评价方法，其特征在于：亮度特征矩 阵Rip Gy Blj是由0-255的数值来组成的矩阵，其数值随亮度增大而增加。3. 根据权利要求1所述火焰燃烧状况及稳定性的评价方法，其特征在于：步骤（3)使用 迭代的方法来确定火焰所在区域的评价标准最佳阀值T k，以红色为例，其他颜色的计算方 法与红色相同，具体包括以下步骤： (1) 求出图像中的所选取的颜色分量最大值和最小值，分别记为Rna3^P R_，则初始阀值 为：(2) 根据阀值T。将图像分割为目标和背景，分别求出两者的红色分量平均值R JP R 2 (3) 选择新阀值继续迭代，新阀值为：(4) 若Tk=Tk+1，则所得即为最佳阀值；否则继续迭代计算。4. 根据权利要求1所述火焰燃烧状况及稳定性的评价方法，其特征在于：步骤（5)中所 述的平均值，其中Dm 为M的方差。
【专利摘要】本发明提供一种火焰燃烧状况及稳定性的评价方法，属于能源与环境技术领域。本发明获取火焰燃烧的图像，得到关于红、绿、蓝三种颜色的亮度特征矩阵Rij、Gij、Bij；选取一种颜色作为评价色，确定火焰所在区域的评价标准最佳阀值Tk；将亮度特征矩阵中每个像素与阀值Tk进行比较得到火焰燃烧状况；获取连续工况的火焰燃烧图像并计算出每个图片的M值，通过其平均值？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？评价火焰燃烧状况。本发明对火焰燃烧状况及稳定性提出了量化标准并能够准确、客观地进行评价，可以为火焰燃烧过程的分析及优化提供一定的指导，该方法操作简便、结果准确、速度快、重复性高、所受干扰小。
【IPC分类】G06F17/50
【公开号】CN105183935
【申请号】CN201510422423
【发明人】徐建新, 刘泛函, 王 华
【申请人】昆明理工大学
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年7月20日