[发明专利]基于火焰自由基和温度测量的污染物排放量在线预测方法

摘要

本发明公开了属于污染物排放的测量技术范围的一种基于火焰自由基与温度测量的污染物排放量的预测方法。在各种燃烧条件下，通过物镜、分光镜、反射镜、滤光器、目镜和电子倍增EMCCD相机和RGBCCD相机采集已知燃烧火焰中四个自由基OH*、CN*、CH*和C2*辐射图像以及火焰的RGB图像，提取辐射图像特征值并经过主成分分析法进行正交化处理后，结合通过火焰RGB图像得到的火焰温度参数建立基于神经网络的燃烧污染排放物和颗粒物的排放量预测系统；将所得到特征输入到已训练好的神经网络预测系统中，给出污染排放物NOx、SO2、CO、CO2与颗粒物的排放量预测值。本发明是一种新的且快速，准确，可靠预测方法。

主权项

1.一种基于火焰自由基和温度测量的污染物排放量在线预测方法，其特征在于，包括步骤：1)通过由物镜、分光镜、反射镜、滤光器和目镜组成的光学系统与电子倍增EMCCD相机和RGBCCD相机构成燃烧火焰的数据采集系统；2)在各种燃烧条件下，由数据采集系统采集已知燃烧火焰中四个自由基为氢氧基OH^*、氮碳基CN^*、氢碳基CH^*和二碳基C2^*的辐射图像；3)提取四个自由基OH^*、CN^*、CH^*和C₂^*辐射图像的特征值，采用主成分分析法对特征值进行降维处理，结合火焰温度建立基于神经网络的燃烧污染排放物NO_x(氮氧化物)、SO₂(二氧化硫)、CO(一氧化碳)、CO₂(二氧化碳)与颗粒物的排放量预测系统；4)在获取辐射图像的同时采集火焰的R(红色)G(绿色)B(蓝色)图像，并根据该图像通过双色法计算火焰在测量区域内的温度分布，即，T=C2(1λ2-1λ1)InG(λ2,T)G(λ2,T)+InSλ2Sλ1+In(λ1λ2)6,---(1)]]>其中，T为火焰温度，C2为第二普朗克常数，G(λR，T)和G(λG，T)为在两个光谱，λ1和λ2，上的火焰图像灰度值，和为光学成像系统在两个光谱，λ1和λ2，上的光感应强度系数。5)针对前面得到火焰自由基的辐射图像，将所得到特征值经过主成分分析法进行降维处理后，与火焰温度一同输入到已训练好的神经网络预测系统中，给出污染排放物NO_x、SO₂、CO、CO₂与颗粒物的排放量预测值。