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一般工业技术
洪传文等:获熔点 自动检洳
灰熔点 自动检测
DetectionofAshFusionTemperatures
洪传文 岳亚楠 董 军
(武汉市计量测试检定 (研究)所,湖北 武汉 430050)
摘 要:针对传统的灰熔点检测方法中劳动强度高和判定误差大的缺点,本文采用图像处理的方法对灰熔点的特征温度实现了自动判定。在灰锥被加
热的过程中,从8O0℃开始到150012结束,使用 (④ 相机对灰锥每隔2℃进行 自动图像采集,并将灰锥图像 自动存入计算机中。对灰锥图像相继采用了一系列
图像处理方法进行处理,得到完整的灰锥轮廓图像。使用图像识别对灰锥的几何特征进行提取,并利用高宽比对灰熔点的四个特征温度进行判定。
关键词:灰熔点;图像处理;消噪;几何特征提取
1 绪论 1500~(;结束。从 800℃到 1500C,CCD摄像机每间隔
目前大容量、高参数火电机组 已成为我国火电的主 2℃拍摄一张灰锥图像,送入计算机 。经专用的图像处理
力机组。随着机组容量的增大,炉膛结渣的问题也越严 程序进行剪切、去噪、锐化等技术处理后,可得到四个熔
重。煤灰熔融温度 的高低直接影响燃料的熔融难易程 融特征温度——变形温度 D丁(℃)、软化温度 ST、半球
度,进而决定了炉膛内产生结渣现象的难易程度。因此 温度 HT(℃)和流动温度 (℃)。
及时准确的测定人炉煤炭的熔融性质是保证锅炉安全稳 3 图形消噪与锐化
定运行的关键问题。 在获取原始图像后,要对图像进行消噪和锐化操作,
在煤灰的熔融性的实验测定中,一般 以灰熔点为标 以便于抽取特征和识别分析。采取中值滤波的方法对原
识。灰熔点是指煤灰在规定的条件下得到的随加热温度 始的灰锥图像进行去噪处理。中值滤波器是基于次序统
而发生形态变化的一系列温度值。相关标准对其检测方 计完成信号恢复的一种典型的非线性滤波器,其基本原理
法作了详细规定:煤灰制成一定尺寸的三角锥体,在一定 是把数字图像或数字序列中心点位置的值用该点邻域的中
的气体介质中以一定的升温速度加热。根据灰锥在受热 值覆盖。它的优点是运算简单而且速度快,除噪效果好。
过程中的形态变化,测定它的四个熔融特征温度——变 二维图像中值滤波是把以某点(.z,)为中心的小窗
形温度DT(℃)、软化温度ST、半球温度HT(℃)和流动 口内的所有象素的灰度按从大到小的顺序排列 ,将中间
温度 丌 (℃)。 值作为(,)处的灰度值。处理的结果如图2所示。
由于煤灰的熔点一般都高于800℃,所以高温炉从
8oo*E开始升温,一般到 15ooY3结束。为了获得较为准
确的测量值,通常高温炉升温速率比较慢,测定者需要实
时观察灰锥变化状况,因此实验人员的劳动强度较大。
另外,灰熔点的判定一般 由实验操作人员 目测估计完成,
因此也存在一定的人为误差。
2 灰熔点测定的图像处理系统
图2 7×7滤波器滤波灰锥 图像
锐化技术用于加强图像中的目标边界和图像细节。
锐化技术可以在空间域中进行,基本的方法是对 图像进
行微商处理,并将运算结果于原图像叠加,也可以在频域
图1 灰熔点测定系统图 中运用高通滤波技术。在灰锥图像中,由于在加热过程
图1是灰熔点 自动测定系统的示意图。晾干后的标 中炉
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