一種小型煤粉鍋爐點(diǎn)火及燃燒時(shí)的火焰監(jiān)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及火焰監(jiān)測(cè)的方法，具體而言，涉及一種小型煤粉鍋爐點(diǎn)火及燃燒時(shí)的火焰監(jiān)測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，小型煤粉鍋爐燃燒的火焰通過鍋爐前，鍋爐觀測(cè)火孔是由人直接察看的。對(duì)于新型的煤粉鍋爐則通過視頻攝像頭將火焰視頻傳到顯示器來監(jiān)測(cè)，由于視頻信號(hào)是獨(dú)立的，對(duì)于鍋爐燃燒的整體系統(tǒng)來說無法傳輸信號(hào)聯(lián)動(dòng)設(shè)備，只能由運(yùn)行人員直接觀察進(jìn)行系統(tǒng)的操作，無法實(shí)現(xiàn)火焰的自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。因此，設(shè)計(jì)一種針對(duì)小型煤粉鍋爐點(diǎn)火及燃燒時(shí)的火焰監(jiān)測(cè)方法是鍋爐控制系統(tǒng)領(lǐng)域中亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種在煤粉鍋爐火焰建立和保持時(shí)對(duì)燃燒火焰的數(shù)字化監(jiān)測(cè)的方法。
[0004]本發(fā)明提供了一種小型煤粉鍋爐點(diǎn)火及燃燒時(shí)的火焰監(jiān)測(cè)方法，包括:
[0005]步驟1，在煤粉鍋爐爐頭與燃料進(jìn)入方向處安裝第一攝像頭，在所述煤粉鍋爐爐膛垂直于燃料進(jìn)入方向處安裝第二攝像頭，并使所述第一攝像頭和所述第二攝像頭可視區(qū)域內(nèi)的火焰視頻圖像清晰且位于整個(gè)視頻圖像的中央位置；
[0006]步驟2，計(jì)算機(jī)通過多通道視頻采集卡接收所述第一攝像頭和所述第二攝像頭傳入的視頻信號(hào)；
[0007]步驟3，所述計(jì)算機(jī)通過所述多通道視頻采集卡的庫函數(shù)獲取視頻流信息并保存；
[0008]步驟4，對(duì)獲得的所述視頻流信息以固定頻率采樣為單幀圖像并保存；
[0009]步驟5，對(duì)采樣的所有單幀圖像進(jìn)行像素分解，獲取單幀圖像的邊界尺寸，并對(duì)邊界尺寸內(nèi)的各個(gè)像素點(diǎn)逐行掃描獲取所有單幀圖像的各像素點(diǎn)的信息；
[0010]步驟6，對(duì)所述單幀圖像的各像素點(diǎn)的位置劃分中心圓形區(qū)域和外圍環(huán)形區(qū)域，對(duì)所劃分的區(qū)域同時(shí)進(jìn)行下一步；
[0011]步驟7，對(duì)各區(qū)域內(nèi)的各像素點(diǎn)采用同心圓不同半徑的方式實(shí)行環(huán)形采樣，通過調(diào)整圓心位置和半徑大小來調(diào)整采樣點(diǎn)，并對(duì)采樣點(diǎn)采用三原色單色分別灰度化的方法，獲得基于紅、綠、藍(lán)三色的灰度值；
[0012]步驟8，設(shè)定一個(gè)火焰視頻圖像為基準(zhǔn)狀態(tài)，根據(jù)前述步驟獲得這個(gè)基準(zhǔn)狀態(tài)三色灰度值，將這個(gè)三色灰度值設(shè)定為灰度閾值，對(duì)實(shí)際燃燒情況下的火焰視頻圖像灰度處理后的各像素點(diǎn)進(jìn)行灰度閾值分析，判斷其灰度值是否大于該灰度閾值；
[0013]步驟9，將分析的結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)包處理。
[0014]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，步驟I具體包括:
[0015]步驟101，在所述煤粉鍋爐爐頭與燃料進(jìn)入方向處安裝所述第一攝像頭，通過所述第一攝像頭拍攝鍋爐點(diǎn)火時(shí)的初始火焰及火焰燃燒過程中的視頻；
[0016]步驟102，在所述煤粉鍋爐爐膛垂直于燃料進(jìn)入方向處安裝所述第二攝像頭，通過所述第二攝像頭拍攝鍋爐點(diǎn)火后主火焰燃燒過程中的視頻；
[0017]步驟103，調(diào)整所述第一攝像頭和所述第二攝像頭的焦距，確保所述第一攝像頭和所述第二攝像頭可視區(qū)域內(nèi)的火焰視頻圖像清晰且位于整個(gè)視頻圖像的中央位置。
[0018]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，步驟2具體包括:
[0019]步驟201，在計(jì)算機(jī)的PC1-E擴(kuò)展插槽處安裝多通道視頻采集卡；
[0020]步驟202，通過視頻信號(hào)線纜將所述第一攝像頭和所述第二攝像頭的視頻信號(hào)接入所述計(jì)算機(jī)；
[0021]步驟203，對(duì)所述多通道視頻采集卡獲得的視頻信號(hào)按通道號(hào)進(jìn)行視頻信號(hào)的采集。
[0022]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，步驟3具體包括:
[0023]步驟301，通過所述多通道視頻采集卡的庫函數(shù)獲取采集到的視頻信號(hào)的實(shí)時(shí)視頻流ig息;
[0024]步驟302，保存所述的實(shí)時(shí)視頻流信息。
[0025]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，步驟4具體包括:
[0026]步驟401，調(diào)用所述多通道視頻采集卡的圖像截取函數(shù)，通過定時(shí)器設(shè)定固定時(shí)間間隔，以固定頻率截取所述實(shí)時(shí)視頻流信息為單幀圖像；
[0027]步驟402，根據(jù)所述第一攝像頭和所述第二攝像頭的可視區(qū)域，對(duì)截取的所述單幀圖像進(jìn)行保存。
[0028]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，步驟5具體包括:
[0029]步驟501，對(duì)保存的單幀圖像進(jìn)行像素分解，讀取單幀圖像的長寬尺寸，即單幀圖像的邊界尺寸，計(jì)算出像素點(diǎn)的數(shù)量；
[0030]步驟502，對(duì)邊界尺寸內(nèi)的各個(gè)像素點(diǎn)逐行掃描并保存每個(gè)像素點(diǎn)的色彩信息。
[0031]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，步驟6具體包括:
[0032]步驟601，對(duì)步驟5中獲取的單幀圖像劃分區(qū)域，分為中心圓形區(qū)域和外圍環(huán)形區(qū)域，分別表示主要火焰區(qū)域和外圍區(qū)域；
[0033]步驟602，對(duì)所述中心圓形區(qū)域和所述外圍環(huán)形區(qū)域同時(shí)進(jìn)行下一步。
[0034]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，步驟7具體包括:
[0035]步驟701，對(duì)所述中心圓形區(qū)域，采樣時(shí)根據(jù)截取的中心圓尺寸，確定圓心和半徑，以圓心為中心，在同半徑的位置360°取每個(gè)像素點(diǎn)作為待分析的點(diǎn)，調(diào)整半徑尺寸，采集多圈像素點(diǎn)；對(duì)于所述外圍環(huán)形區(qū)域，以所述中心圓形區(qū)域的圓心為中心，在同半徑的位置360°取每個(gè)像素點(diǎn)作為待分析的點(diǎn)，調(diào)整半徑尺寸，采集多圈像素點(diǎn)；
[0036]步驟702，對(duì)采樣的像素點(diǎn)獲取R、G、B三種分量，以R為基準(zhǔn)，分別使G = R、B =R，得到基于R的灰度值，同理獲得G、B的灰度值，即得到基于紅、綠、藍(lán)三色的灰度值，并分別保存這些灰度值。
[0037]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，步驟8具體包括:
[0038]步驟801，將鍋爐煤粉進(jìn)行燃燒實(shí)驗(yàn)，獲得不同燃燒情況下的火焰視頻圖像，根據(jù)前述步驟將火焰視頻圖像處理后的像素點(diǎn)的分量作為基準(zhǔn)值，得到基于紅、綠、藍(lán)三色的灰度值；
[0039]步驟802，將某一燃燒情況下的火焰狀態(tài)作為基準(zhǔn)狀態(tài)，對(duì)該情況下的火焰視頻圖像得到的灰度值作為灰度閾值；
[0040]步驟803，根據(jù)得到的灰度閾值對(duì)燃燒情況進(jìn)行分析，判斷具體燃燒情況的灰度值是否大于該灰度閾值，如果大于該灰度閾值，則對(duì)該采樣點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。
[0041]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，步驟9具體包括:
[0042]步驟901，將步驟8中獲得的分析結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)包處理；
[0043]步驟902，所述計(jì)算機(jī)調(diào)用socket，通過Modbus Tcp通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)所述計(jì)算機(jī)與所述第一攝像頭和所述第二攝像頭之間的數(shù)據(jù)交換；
[0044]步驟903，所述計(jì)算機(jī)獲得數(shù)據(jù)交換的數(shù)據(jù)表，將所述數(shù)據(jù)表的數(shù)據(jù)上傳，并接收上層的數(shù)據(jù)。
[0045]本發(fā)明的有益效果為:對(duì)傳入計(jì)算機(jī)的視頻圖像進(jìn)行數(shù)字化處理，將原視頻圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，對(duì)數(shù)字信息內(nèi)容的分析處理，通過對(duì)煤粉燃燒火焰顏色實(shí)現(xiàn)定量計(jì)算得到火焰三色灰度值并分析給出信號(hào)，獲取當(dāng)前燃燒的情況，如火焰的強(qiáng)弱，火焰是否存在等，將獲得的燃燒情況以數(shù)字量、模擬量的形式傳到鍋爐控制系統(tǒng)，進(jìn)而對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)控。
【附圖說明】
[0046]圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述的一種小型煤粉鍋爐點(diǎn)火及燃燒時(shí)的火焰監(jiān)測(cè)方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047]下面通過具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0048]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的一種小型煤粉鍋爐點(diǎn)火及燃燒時(shí)的火焰監(jiān)測(cè)方法，包括:一種小型煤粉鍋爐點(diǎn)火及燃燒時(shí)的火焰監(jiān)測(cè)方法，包括:
[0049]步驟1，在煤粉鍋爐爐頭與燃料進(jìn)入方向處安裝第一攝像頭，在煤粉鍋爐爐膛垂直于燃料進(jìn)入方向處安裝第二攝像頭，并使第一攝像頭和第二攝像頭可視區(qū)域內(nèi)的火焰視頻圖像清晰且位于整個(gè)視頻圖像的中央位置，具體包括:
[0050]步驟101，在煤粉鍋爐爐頭與燃料進(jìn)入方向處安裝第一攝像頭，通過第一攝像頭拍攝鍋爐點(diǎn)火時(shí)的初始火焰及火焰燃燒過程中的視頻；
[0051]步驟102，在煤粉鍋爐爐膛垂直于燃料進(jìn)入方向處安裝第二攝像頭，通過第二攝像頭拍攝鍋爐點(diǎn)火后主火焰燃燒過程中的視頻；
[0052]步驟103，調(diào)整第一攝像頭和第二攝像頭的焦距，確保第一攝像頭和第二攝像頭可視區(qū)域內(nèi)的火焰視頻圖像清晰且位于整個(gè)視頻圖像的中央位置。
[0053]步驟2，計(jì)算機(jī)通過多通道視頻采集卡接收第一攝像頭和第二攝像頭傳入的視頻信號(hào)，具體包括:
[0054]步驟201，在計(jì)算機(jī)的PC1-E擴(kuò)展插槽處安裝多通道視頻采集卡；
[0055]步驟202，通過視頻信號(hào)線纜將第一攝像頭和第二攝像頭的視頻信號(hào)接入計(jì)算機(jī)；
[0056]步驟203，對(duì)多通道視頻采集卡獲得的視頻信號(hào)按通道號(hào)進(jìn)行視頻信號(hào)的采集。
[0057]步驟3，計(jì)算機(jī)通過多通道視頻采集卡的庫函數(shù)獲取視頻流信息并保存，具體包括:
[0058]步驟301，通過多通道視頻采集卡的庫函數(shù)獲取采集到的視頻信號(hào)的實(shí)時(shí)視頻流信息；
[0059]步驟302，保存的實(shí)時(shí)視頻流信息。
[0060]步驟4，對(duì)獲得的視頻流信息以固定頻率采樣為單幀圖像并保存，具體包括:
[0061]步驟401，多通道視頻采集卡自帶函數(shù)庫，調(diào)用多通道視頻采集卡的圖像截取函數(shù)，通過定時(shí)器設(shè)定固定時(shí)間間隔，以固定頻率截取當(dāng)前時(shí)刻的視頻流信息為單幀圖像；
[0062]步驟402，根據(jù)第一攝像頭和第二攝像頭的可視區(qū)域，對(duì)截取的單幀圖像進(jìn)行保存。
[0063]步驟5，對(duì)采樣的所有單幀圖像進(jìn)行像素分解，獲取單幀圖像的邊界尺寸，并對(duì)邊界尺寸內(nèi)的各個(gè)像素點(diǎn)逐行掃描獲取所有單幀圖像的各像素點(diǎn)的信息，具體包括:
[0064]步驟501，由于截取好的單幀圖像存在原始邊界，讀取單幀圖像的長寬尺寸，即單幀圖像的邊界尺寸，計(jì)算出像素點(diǎn)的數(shù)量；
[0065]步驟502，對(duì)邊界尺寸內(nèi)的各個(gè)像素點(diǎn)逐行掃描并保存每個(gè)像素點(diǎn)的色彩信息。
[0066]步驟6，對(duì)單幀圖像的各像素點(diǎn)的位置劃分中心圓形區(qū)域和外圍環(huán)形區(qū)域，對(duì)所劃分的區(qū)域同時(shí)進(jìn)行下一步，具體包括:
[0067]步驟601，火焰燃燒時(shí)在視頻圖像上中心顯示位置基