[发明专利]一种加热成像装置及关联辐射图像与积灰温度的方法

说明书

本发明提供一种加热成像装置及关联辐射图像与积灰温度的方法，所述加热成像装置通过在温度传感器外侧设置隔离件，减少燃烧火焰对拍摄图像的影响；利用所述加热成像装置对辐射图像与积灰温度进行关联时，采用相机拍摄高温飞灰图像，得到高温积灰的辐射强度，依据温度和辐射强度之间的关系，结合飞灰辐射强度值和热电偶温度值得到灰层发射率，进行拟合和计算，从而标定得到彩色图像信号和高温积灰表面温度间的关联。

技术领域

本发明涉及分析测量技术领域，尤其涉及一种加热成像装置及关联辐射图像与积灰温度的方法。

背景技术

表面温度的测量对于积灰过程的研究和吹灰参数的设定十分重要。常用于表面温度测量的热电偶需要固定在待测表面上，仅能提供单个点的温度，并且还会影响附近的流场。基于待测对象自身辐射的辐射测温技术有非侵入、低扰动、易于获得温度分布等优点，尤其适用于这种高温、动态、不均匀的测量对象。

彩色相机能够在单个光谱通道提供待测对象辐射信息的二维分布，并结合与光谱通道相对应的滤色片，可使相机在每个光谱通道仅接收特定波段的辐射信号。依据采用标准辐射源标定后的辐射信号与相机响应的关系，即可得到对应波段的辐射强度信息。依据不同光谱通道的辐射强度，在已知对应波段辐射能力关系即发射率比值的情况下，温度可以直接通过双色法计算获得。但不同物体在各波段的辐射能力并不相同，假设或先验公式都会直接影响温度结果。

CN110345992A公开了一种基于高温红外成像的垃圾焚烧电厂积灰监测方法及装置；CN106093062A公开了一种基于CCD的锅炉受热面积灰结渣智能吹灰系统，均仅关注积灰测量后的吹灰技术应用，而未关注于更为精确的测温手段。

此外，对于比色法的标定而言，多关注于相机信号和辐射信号之间的普适性关联，如CN110954222A公开了比色测温系统显示与标定方法，及系统的优化，如CN105043552A公开了一种基于单相机比色测温系统的优化测温方法，并未关注特定被测物质辐射性质的标定。

因此，需要开发一种针对高温积灰温度测量的方法和装置。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种加热成像装置及关联辐射图像与积灰温度的方法，所述加热成像装置通过在温度传感器外侧设置隔离件，减少燃烧火焰对拍摄图像的影响；利用所述装置对辐射图像与积灰温度进行关联时，结合飞灰辐射强度值和热电偶温度值得到通道发射率，进行拟合和计算，从而标定得到彩色图像信号和高温积灰表面温度间的关联，为比色法测量高温积灰的温度提供必要的数据基础。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种加热成像装置，所述加热成像装置包括加热单元和成像单元；所述加热单元包括燃烧装置以及设置于燃烧装置内部的温度传感器；在所述燃烧装置内，所述温度传感器外侧设置有隔离件，所述隔离件与温度传感器互不接触；所述成像单元成像的中心线与所述温度传感器的中轴线重合，用于拍摄待测物质的辐射图像。

本发明所述装置通过设置隔离件能够将燃烧装置的火焰与热电偶以及积灰隔离开，能够减少拍摄时火焰对飞灰辐射的影响，提供更准确的相机信号。

优选地，所述成像单元为彩色相机。

本领域技术人员应当明了，所述彩色相机的通道信号值与辐射强度的关系为已知关系，对此不做特殊限定。

优选地，所述成像单元包括依次设置的滤色片、镜头和相机主体；所述滤色片设置于靠近加热单元的一侧。

优选地，所述镜头与相机主体的中轴线重合。

优选地，所述温度传感器为热电偶。

优选地，所述隔离件为金属丝网。

优选地，所述温度传感器与积灰直接接触。