[发明专利]重建炉膛内火焰三维结构的采集方法

摘要

本发明公开了一种重建炉膛内火焰三维结构的采集方法，其包括以下步骤：S₁、待测火焰各点的入射光形成像点；S₂、在感光芯片上形成待测火焰不同成像路径的微像，并将该微像转化为电信号进入控制处理系统；S₃、控制处理系统将收到的电信号转换为二维光场数据，并获得待测火焰的三维结构。本发明内窥镜系统冷却效率高，可以在高温、单视角条件下采集和显示待测火焰的三维结构。

主权项

1.一种重建炉膛内火焰三维结构的采集方法，其特征在于，该采集方法利用采集装置实现，该采集装置包括内窥镜系统、光场相机和控制处理系统；该内窥镜系统用于将该炉膛内的待测火焰图像通过石英镜头和传像光路引出至炉膛外并与该光场相机相匹配，其包括一水冷夹套、一固定有该石英镜头的传像部件和一固定于该光场相机与该水冷夹套的端部之间的连接部件，该水冷夹套包括一内层和一外层，该内层内形成有一内腔，该内层与外层之间形成有一外腔；该传像部件固定于该连接部件上且位于该内腔内，该传像光路位于传像部件内且与该传像部件同轴设置，该传像光路位于该石英镜头与该光场相机之间，该传像部件与该内层之间形成有一用于通入惰性气体吹扫该石英镜头的气流通道，该外腔内用于通入冷却水冷却该传像光路和石英镜头；该光场相机用于接收该传像光路上的光像形成待测火焰不同成像路径的微像并转化为电信号传输至该控制处理系统中；该控制处理系统用于将收到的电信号转换为二维光场数据，并对不同成像路径的微像进行数字重聚焦，得到三维光亮度分布；该采集方法包括以下步骤：S₁、待测火焰各点的入射光经内窥镜系统在传像光路像面处的微透镜阵列上成像并形成像点，各像点在微透镜阵列后焦面的空间上分开；S₂、微透镜阵列后焦面的各点光线在感光芯片上形成待测火焰不同成像路径的微像，并将该微像转化为电信号进入控制处理系统；S₃、控制处理系统将收到的电信号转换为二维光场数据，并对不同成像路径的微像进行数字重聚焦得到三维光亮度分布，获得待测火焰的三维结构；步骤S₃中对不同成像路径的微像进行数字重聚焦得到三维光亮度分布，获得待测火焰的三维结构的具体过程包括以下步骤：S₃₁、待测火焰一点的入射光经传像光路和微透镜阵列后投影至感光芯片上对应的若干像元，这些像元共同组成一个宏像素，每个宏像素的坐标对应待测火焰像点的几何位置，而宏像素中所覆盖的每个感光芯片像元则代表目标火焰的不同视角信息；S₃₂、对二维光场图像中的像素进行重新排列，得到四维光场矩阵，将四维光场重新投影至新的像面进行积分叠加，即可获得不同像面上的对焦图像；S₃₃、通过对各对焦图像在深度估计的基础上进行空间排列，并进行高通滤波处理滤除非聚焦信息后，即可获得待测火焰的三维结构。