專利名稱：基于火炬視頻實時測量火炬排放系統(tǒng)火炬流量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明用于火炬排放系統(tǒng)，涉及圖像火焰識別、火焰流量測量，為ー種基于火炬視頻實時測量火炬排放系統(tǒng)火炬流量的方法。
背景技術(shù)：
火炬排放系統(tǒng)的目的主要是燃燒來自エ藝的廢氣、將有機(jī)碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)發(fā)為水蒸氣和ニ氧化碳。就廢氣而言，火炬排放系統(tǒng)被認(rèn)為是エ廠的“下水道”，各エ藝單位廢氣管線匯集形成較大的管路，最后進(jìn)入火炬主管線。如果單獨的エ藝單位出現(xiàn)緊急情況，需要將所有的氣體產(chǎn)物從各個単位“傾泄”到火炬排放系統(tǒng)，那么大尺寸的主火炬管線就需要運輸大量的氣體?；鹁媪髁康臏y量一直以來都是那些會排放碳?xì)浠衔锖推渌麖U氣的化工、石化、煉油和其他各類エ藝エ廠的需求，傳統(tǒng)的流量測量技術(shù)都無法滿足火炬流量測量的高要求?；鹁媾欧诺臍怏w中富含液態(tài)烴、瓦斯、酸性氣體的介質(zhì)，氣體的流動狀態(tài)具有瞬時性、突然性和大排量等特點。且排出的氣體是否能成功點燃火炬也是目前技術(shù)識別的難度之一。國內(nèi)目前常用的方法也是采用流量表計量的方法來計算，存在的問題在于介質(zhì)的不確定性和酸性氣體對流量儀表的損害?；鹁嫒紵刂剖芏喾N因素所限，火炬流量測量是ー個困難的應(yīng)用，可選擇的測量技術(shù)也很少。傳統(tǒng)流量測量技術(shù)如差壓、渦街和插入式熱質(zhì)量流量計都已經(jīng)試用于火炬氣測量，但是迄今為止尚沒有任何ー種能夠滿足火炬測量的高要求。目前，國內(nèi)對火炬排放流量測量一直沒有很好的解決方法，由于火炬排放管徑大，一般的流量計口徑無法做到如此大，如果采用節(jié)流件的方式進(jìn)行測量，容易產(chǎn)生大量的壓損，當(dāng)裝置在不穩(wěn)定狀態(tài)下需要強(qiáng)制排放時，影響排放速度；另外被測介質(zhì)成份過于復(fù)雜，經(jīng)常氣液混相(帶水)，對于象插入式的熱式氣體流量計，也無法進(jìn)行測量，同時火炬排放中含有大量可燃性的烴和氫等以及不可燃性的氮等，流量計測量方式也無法確定可燃料部分的量。在當(dāng)前國家大力倡導(dǎo)節(jié)能減排、治理環(huán)境污染，創(chuàng)建可持續(xù)發(fā)展的和諧社會的國策指引下，積極探索和實施廢氣的有效排放監(jiān)管非常必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是目前對火炬排放流量測量一直沒有很好的解決方法，測量時存在火焰介質(zhì)的不確定性和酸性氣體對流量儀表的損害等問題。本發(fā)明的技術(shù)方案為基于火炬視頻實時測量火炬排放系統(tǒng)火炬流量的方法，通過監(jiān)測火炬排放系統(tǒng)中的火焰大小測量實際火炬流量排放數(shù)據(jù)，包括以下步驟I)、設(shè)置網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)采集火炬排放系統(tǒng)的火焰視頻，采集的視頻傳輸至圖形工作站；
2)、圖形工作站對采集視頻的每ー幀圖像進(jìn)行處理，包括圖像預(yù)處理、火焰目標(biāo)特征點提??；火焰目標(biāo)特征點提取后，將特征點所圍成的不規(guī)則圖形采用直方圖的方法計算其面積，得到火焰面積，并計算火焰面積占整個畫面的比例；3)、將使用火炬排放系統(tǒng)的裝置運行不正?；蚬收蠒r的輕烴排放量，即裝置滿負(fù)荷運行時設(shè)計的最大輕烴排放量作為火炬最大量排放量F_，并獲取該狀態(tài)下火焰圖像面積占整個畫面的比例Sniax ；4)、正常測量火炬流量F的排放時，按照步驟2)的方法測得的火焰面積占整個畫面的比例S就可以計算相應(yīng)的流量
權(quán)利要求
1.基于火炬視頻實時測量火炬排放系統(tǒng)火炬流量的方法，其特征是通過監(jiān)測火炬排放系統(tǒng)中的火焰大小測量實際火炬流量排放數(shù)據(jù)，包括以下步驟 1)、設(shè)置網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)采集火炬排放系統(tǒng)的火焰視頻，采集的視頻傳輸至圖形工作站； 2)、圖形工作站對采集視頻的每ー幀圖像進(jìn)行處理，包括圖像預(yù)處理、火焰目標(biāo)特征點提?。换鹧婺繕?biāo)特征點提取后，將特征點所圍成的不規(guī)則圖形采用直方圖的方法計算其面積，得到火焰面積，并計算火焰面積占整個畫面的比例； 3)、將使用火炬排放系統(tǒng)的裝置運行不正?；蚬收蠒r的輕烴排放量，即裝置滿負(fù)荷運行時設(shè)計的最大輕烴排放量作為火炬最大量排放量F_，并獲取該狀態(tài)下火焰圖像面積占整個畫面的比例Sniax ； 4)、正常測量火炬流量F的排放時，按照步驟2)的方法測得的火焰面積占整個畫面的比例S就可以計算相應(yīng)的流量
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于火炬視頻實時測量火炬排放系統(tǒng)火炬流量的方法，其特征是每一幀視頻圖像得到的火炬流量數(shù)據(jù)以時間-流量坐標(biāo)系匯合為圖表，得到火炬流量的歷史趨勢，進(jìn)行發(fā)布。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的基于火炬視頻實時測量火炬排放系統(tǒng)火炬流量的方法，其特征是圖像預(yù)處理包括噪聲濾除、銳化處理、對比度增強(qiáng)和邊緣檢測。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的基于火炬視頻實時測量火炬排放系統(tǒng)火炬流量的方法，其特征是采用基于Mean-Shift與Camshift算法相結(jié)合的火焰視頻圖像跟蹤方法對火焰視頻中的火焰目標(biāo)進(jìn)行識別跟蹤，對識別出的火焰目標(biāo)提取特征點，火焰目標(biāo)特征點包括角點、特定灰度值點、特征向量和特征線段，在火焰目標(biāo)的邊緣上尋找特征點，先算出火焰目標(biāo)的型心，然后將火焰目標(biāo)邊緣以型心為原點極坐標(biāo)化，再在火焰目標(biāo)邊緣上尋找局部最大值點，即得到特征點，由特征點圍成的圖形得到火焰面積。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于火炬視頻實時測量火炬排放系統(tǒng)火炬流量的方法，其特征是采用基于Mean-Shift與Camshift算法相結(jié)合的火焰視頻圖像跟蹤方法對火焰視頻中的火焰目標(biāo)進(jìn)行識別跟蹤，對識別出的火焰目標(biāo)提取特征點，火焰目標(biāo)特征點包括角點、特定灰度值點、特征向量和特征線段，在火焰目標(biāo)的邊緣上尋找特征點，先算出火焰目標(biāo)的型心，然后將火焰目標(biāo)邊緣以型心為原點極坐標(biāo)化，再在火焰目標(biāo)邊緣上尋找局部最大值點，即得到特征點，由特征點圍成的圖形得到火焰面積。
全文摘要
基于火炬視頻實時測量火炬排放系統(tǒng)火炬流量的方法，使用動態(tài)圖像的模式識別技術(shù)，用高清攝像機(jī)攝取火炬火焰焰心，將攝取目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號傳送到圖形工作站中，根據(jù)焰心形狀的大小來判斷和計算排空氣體的流量，通過監(jiān)測火炬排放系統(tǒng)中的火焰大小測量實際火炬流量排放數(shù)據(jù)。本發(fā)明解決了多年來火炬排放無法直接有效測量的難題，其測量精度能達(dá)到10％以內(nèi)，通過火炬排放歷史趨勢，對裝置排放起到很好的監(jiān)督作用，減少不必要的排放；方便了解火炬排放的實際情況和生產(chǎn)工藝運行情況，對穩(wěn)定生產(chǎn)，提高裝置的安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)運行，具有極高的參考作用。
文檔編號G01F1/00GK102645246SQ20111004003
公開日2012年8月22日 申請日期2011年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月17日
發(fā)明者劉琎, 梁維彪, 羅建平, 趙日峰 申請人:中國石油化工股份有限公司