[发明专利]一种火焰燃烧状态检测系统及检测方法

说明书

一种火焰燃烧状态检测系统及检测方法，包括火焰采集处理模块；火焰采集处理模块采用CCD工业摄像机，CCD工业摄像机的USB接口端连接MATLAB软件处理模块；MATLAB软件处理模块与图形用户界面显示模块相连；MATLAB软件处理模块与历史数据保存模块相连；图形用户界面显示模块与后续决策处理模块相连；利用MATLAB对火焰状态进行识别和判断，利用图形用户界面显示模块直观显示的方法，并将历史数据保存于历史数据保存模块；可以根据实际火焰形状和燃烧规律调整面积阈值，以图片的灰度值代表亮度，以阈值内像素点代表面积，分别求和；可消除火焰位置抖动对火焰燃烧状态判断的影响，可在线实时检测火焰的亮度与火焰燃烧的区域进而根据亮度和面积数据判断火焰的燃烧状态。

技术领域

本发明属于锅炉内检测火焰技术领域，具体涉及一种火焰燃烧状态的检测系统及检测方法。

背景技术

在日常的工业工程实践中，以及在对自然现象和自然规律的科学研究中，经常会碰到需要提取或检测火焰燃烧状态的问题，例如在工业现场，锅炉燃烧过程中，锅炉炉膛爆炸是一种严重的工业事故，事故的发生将会直接影响企业的效益和安全，因此大多企业都会在锅炉系统中配套火焰燃烧系统，来检测火焰的燃烧状态，以确保锅炉的安全运行。

由于锅炉大多为密闭罐体，且温度极高，无法直接观测，而锅炉内部温度的变化又远远滞后于火焰状态的变化，因此对锅炉内的火焰燃烧状态的检测采用摄像头采集图像处理的方式进行检测，而由于火焰变化、抖动的速率快而且不稳定，因此对火焰燃烧状态的图像处理一直是图像处理与模式识别中的一个难点。

专利内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种火焰燃烧状态的检测系统及检测方法，用于检测锅炉内火焰的燃烧状态，利用MATLAB对火焰状态进行识别和判断，利用GUI设计进行直观显示；本发明采用将检测火焰亮度与火焰面积相结合的MATLAB处理方法，用于检测锅炉内火焰的燃烧状态；这种方法不仅可以消除火焰位置抖动对火焰燃烧状态判断的影响，而且可以在线实时检测火焰的亮度与火焰燃烧的区域进而判断火焰的燃烧状态。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种火焰燃烧状态检测系统，包括有火焰采集处理模块；火焰采集处理模块采用CCD工业摄像机，CCD工业摄像机的USB接口端连接电脑的MATLAB软件处理模块，MATLAB软件处理模块读取摄像机工具箱，将图像信息导入MATLAB软件处理模块；MATLAB软件处理模块与图形用户界面显示模块相连；MATLAB软件处理模块还与历史数据保存模块相连；图形用户界面显示模块与后续决策处理模块相连；图形用户界面显示模块显示CCD工业摄像机采集到的图片。

所述的CCD工业摄像机，采用RGB图像格式，500万像素，用于对火焰图像的采集；

所述的MATLAB软件模块用于将采集到的火焰图片转换为数据进行计算处理；

所述的图形用户界面显示模块用于将CCD工业摄像机采集到的图片进行显示，并显示采集到的历史曲线，将决策信息显示在图形用户界面模块上；

所述的历史数据保存模块用于保存每一时刻采集到的火焰面积与火焰亮度数据；同时用于MATLAB软件模块导出Excel表格。

利用火焰燃烧状态检测系统检测火焰燃烧状态的方法，包括以下步骤：

步骤1，图像采集，具体做法是：

将CCD工业摄像机的USB接口与电脑相连，CCD工业摄像机的镜头对准待检测的火焰，通过控制程序控制CCD工业摄像机的拍摄；

步骤2，图像的处理，具体做法是：

首先，利用MATLAB软件处理模块将步骤1实时采集到的彩色火焰照片转为灰度图；