【摘要】：相比于傳統(tǒng)相機(jī),光場(chǎng)相機(jī)不僅可記錄投射到相機(jī)探測(cè)器上光線的強(qiáng)度,而且能分辨光線的方向。本文在光場(chǎng)成像技術(shù)基礎(chǔ)上,提出一種基于單光場(chǎng)相機(jī)的火焰三維溫度場(chǎng)測(cè)量新方法。建立了基于光場(chǎng)成像的火焰輻射正向計(jì)算模型,追跡了燃燒火焰投射到光場(chǎng)相機(jī)探測(cè)器上每個(gè)像素對(duì)應(yīng)的輻射光線,并用源項(xiàng)六流法(SSF)計(jì)算了對(duì)應(yīng)光線的輻射強(qiáng)度,獲得了光場(chǎng)相機(jī)探測(cè)面強(qiáng)度分布。建立了基于QR分解的最小二乘算法溫度場(chǎng)反演模型,獲得了火焰的三維溫度場(chǎng),并對(duì)溫度場(chǎng)反演結(jié)果進(jìn)行了分析。計(jì)算結(jié)果證明了該方法測(cè)量火焰三維溫度場(chǎng)的可行性。
【圖文】：

逑且將其應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)１３１。然而，傳統(tǒng)ｃｃｄ相機(jī)不邐ｉ邐／逡逑能分辨光線的方向，單臺(tái)傳統(tǒng)相機(jī)僅能獲取火焰特邐ｉ邐，Ｚ，Ｚ逡逑別是工業(yè)大尺寸火焰某一視角下的輻射信息，無法邐ｉ邐Ｚ逡逑進(jìn)行火焰溫度場(chǎng)的三維重建，需要裝置多臺(tái)相機(jī)，這逡逑對(duì)相機(jī)之間的耦合及同步要求較高。光場(chǎng)相機(jī)不僅邐＜逡逑記錄投射到相機(jī)探測(cè)器上光線的強(qiáng)度信息，而且能邐ｉ邐：逡逑分辨光線的方向［４，５１。Ｊｅｆｆｒｅｙ邋Ｔ開展了單光場(chǎng)相機(jī)邐物面邐微透鏡陣列邐虛擬像面逡逑拍攝火焰的實(shí)驗(yàn)研究，并計(jì)算了火焰的重聚焦圖像，邐圖１聚焦光場(chǎng)相機(jī)的成像示意圖逡逑但是未提出具體的火焰三維溫度場(chǎng)的測(cè)量方法丨４］。邐Ｆｉｇ．邋１邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｉｍａｇｉｎｇ邋ｉｎ邋ｆｏｃｕｓｅｄ邋ｌｉｇｈｔ邋ｆｉｅｌｄ逡逑本文在光場(chǎng)成像技術(shù)基礎(chǔ)上，提出一種基于單邐ｅａｍＯＴａ逡逑光場(chǎng)相機(jī)的火焰三維溫度場(chǎng)測(cè)量新方法。建立了光逡逑場(chǎng)相機(jī)火橚賊像翻，利佭灥進(jìn)行了火焰邐Ｕ邐栜素對(duì)應(yīng)光線逡逑輻射成像的正向計(jì)算。在正向計(jì)算的基礎(chǔ)上，利用邐根據(jù)幾何光學(xué)，相機(jī)物面上的光源發(fā)出成像光逡逑基于ＱＲ分解的最小二乘算法（ＬＳＱＲ）反演計(jì)算了邐束，經(jīng)成像系統(tǒng)投射到相機(jī)探測(cè)面，進(jìn)而成像。如果逡逑火焰三維溫度場(chǎng)，并對(duì)反演結(jié)果進(jìn)行了分析。邐被拍攝對(duì)象是發(fā)光火焰，，其中含有彌散的高溫粒子，逡逑１邐－Ｔｉｅ－邐此時(shí)成像的實(shí)際光源點(diǎn)，并不是在一個(gè)面上，而是逡逑１邐存在于整個(gè)火焰體中，因此相機(jī)物面并不是實(shí)際存逡逑ｌ．ｉ光場(chǎng)及光場(chǎng)相機(jī)邐在的面，將相機(jī)拍攝火焰時(shí)對(duì)應(yīng)的物面稱作虛擬物逡逑光場(chǎng)的概念最早由Ａ．Ｇｅｒｓｈｕｎ提出，用以描述邐面。虛擬物面上的點(diǎn)稱為虛擬光源點(diǎn)。虛擬光源點(diǎn)逡逑光在三維空間

逑且將其應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)１３１。然而，傳統(tǒng)ｃｃｄ相機(jī)不邐ｉ邐／逡逑能分辨光線的方向，單臺(tái)傳統(tǒng)相機(jī)僅能獲取火焰特邐ｉ邐，Ｚ，Ｚ逡逑別是工業(yè)大尺寸火焰某一視角下的輻射信息，無法邐ｉ邐Ｚ逡逑進(jìn)行火焰溫度場(chǎng)的三維重建，需要裝置多臺(tái)相機(jī)，這逡逑對(duì)相機(jī)之間的耦合及同步要求較高。光場(chǎng)相機(jī)不僅邐＜逡逑記錄投射到相機(jī)探測(cè)器上光線的強(qiáng)度信息，而且能邐ｉ邐：逡逑分辨光線的方向［４，５１。Ｊｅｆｆｒｅｙ邋Ｔ開展了單光場(chǎng)相機(jī)邐物面邐微透鏡陣列邐虛擬像面逡逑拍攝火焰的實(shí)驗(yàn)研究，并計(jì)算了火焰的重聚焦圖像，邐圖１聚焦光場(chǎng)相機(jī)的成像示意圖逡逑但是未提出具體的火焰三維溫度場(chǎng)的測(cè)量方法丨４］。邐Ｆｉｇ．邋１邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｉｍａｇｉｎｇ邋ｉｎ邋ｆｏｃｕｓｅｄ邋ｌｉｇｈｔ邋ｆｉｅｌｄ逡逑本文在光場(chǎng)成像技術(shù)基礎(chǔ)上，提出一種基于單邐ｅａｍＯＴａ逡逑光場(chǎng)相機(jī)的火焰三維溫度場(chǎng)測(cè)量新方法。建立了光逡逑場(chǎng)相機(jī)火橚賊像翻，利佭灥進(jìn)行了火焰邐Ｕ邐栜素對(duì)應(yīng)光線逡逑輻射成像的正向計(jì)算。在正向計(jì)算的基礎(chǔ)上，利用邐根據(jù)幾何光學(xué)，相機(jī)物面上的光源發(fā)出成像光逡逑基于ＱＲ分解的最小二乘算法（ＬＳＱＲ）反演計(jì)算了邐束，經(jīng)成像系統(tǒng)投射到相機(jī)探測(cè)面，進(jìn)而成像。如果逡逑火焰三維溫度場(chǎng)，并對(duì)反演結(jié)果進(jìn)行了分析。邐被拍攝對(duì)象是發(fā)光火焰，其中含有彌散的高溫粒子，逡逑１邐－Ｔｉｅ－邐此時(shí)成像的實(shí)際光源點(diǎn)，并不是在一個(gè)面上，而是逡逑１邐存在于整個(gè)火焰體中，因此相機(jī)物面并不是實(shí)際存逡逑ｌ．ｉ光場(chǎng)及光場(chǎng)相機(jī)邐在的面，將相機(jī)拍攝火焰時(shí)對(duì)應(yīng)的物面稱作虛擬物逡逑光場(chǎng)的概念最早由Ａ．Ｇｅｒｓｈｕｎ提出，用以描述邐面。虛擬物面上的點(diǎn)稱為虛擬光源點(diǎn)。虛擬光源點(diǎn)逡逑光在三維空間

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 婁春,韓曙東,劉浩,周懷春;一種煤粉燃燒火焰輻射成像新模型[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2002年S1期

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 婁春,周懷春;爐膛中二維溫度場(chǎng)與輻射參數(shù)的同時(shí)重建[J];動(dòng)力工程;2005年05期

2 婁春 ,周懷春 ,劉浩;一種煤粉爐內(nèi)斷面溫度場(chǎng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J];電站系統(tǒng)工程;2004年02期

3 曾佳,婁春,程強(qiáng),羅自學(xué),周懷春,何晉,黃本元,裴振林,呂傳新;大型電站鍋爐爐內(nèi)三維燃燒溫度場(chǎng)可視化實(shí)驗(yàn)研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2004年03期

4 婁春;孫亦鵬;周懷春;;基于圖像處理測(cè)量擴(kuò)散火焰溫度和碳黑濃度[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2010年09期

5 程強(qiáng),周懷春,婁春,姜志偉,宋平,張茂杰,吳煊,王銳;工業(yè)爐三維溫度場(chǎng)可視化試驗(yàn)研究[J];工業(yè)加熱;2005年01期

6 婁春,周懷春,程強(qiáng),姜志偉,宋平,張茂杰,吳煊,王銳;工業(yè)爐內(nèi)火焰圖像在線檢測(cè)系統(tǒng)及其試驗(yàn)[J];工業(yè)加熱;2005年03期

7 孔祥濤;周懷春;羅自學(xué);婁春;程強(qiáng);;基于溫度場(chǎng)重建的爐膛燃燒數(shù)字監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J];工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置;2008年02期

8 閆偉杰;張向宇;婁春;胡偉;孫海英;潘衛(wèi)明;周懷春;;熱氣機(jī)燃燒室內(nèi)三維溫度場(chǎng)可視化實(shí)驗(yàn)研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2013年10期

9 劉曉陽;于洋;高宏偉;;基于鍋爐爐膛三維溫度場(chǎng)檢測(cè)算法的研究[J];沈陽航空工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);2008年05期

10 樊汝森;王勇;魏大鄉(xiāng);徐東輝;楊恒;陳帥;;基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)鍋爐爐膛火焰可視化監(jiān)測(cè)方法研究[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件;2015年02期

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2 艾育華;基于輻射成像的擴(kuò)散火焰溫度和煙黑濃度分布研究[D];華中科技大學(xué);2006年

3 姚斌;大型低揮發(fā)份煤鍋爐燃燒運(yùn)行問題的研究[D];華中科技大學(xué);2005年

4 歐陽奇;基于輻射圖像的高爐回旋區(qū)溫度場(chǎng)重構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];重慶大學(xué);2007年

5 羅自學(xué);引入輻射能信號(hào)的鍋爐燃燒檢測(cè)及優(yōu)化控制[D];華中科技大學(xué);2007年

6 楊超;雙爐膛電站直流爐輻射圖像處理及燃燒診斷與優(yōu)化控制[D];華中科技大學(xué);2007年

7 姜志偉;燃燒火焰輻射圖像處理研究及其在循環(huán)流化床鍋爐上的應(yīng)用[D];華中科技大學(xué);2009年

8 盧晶;軸對(duì)稱層流擴(kuò)散火焰溫度和煙黑體積濃度檢測(cè)方法研究[D];華中科技大學(xué);2009年

9 李鈞;基于預(yù)數(shù)值計(jì)算的煤粉鍋爐燃燒監(jiān)測(cè)與優(yōu)化[D];華北電力大學(xué)（河北）;2010年

10 李哲林;基于CCD的長軸類高溫大鍛件三維尺寸測(cè)量的研究[D];華南理工大學(xué);2013年

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3 宋海鷹;基于光電技術(shù)和圖像處理技術(shù)的高溫熔體非接觸式測(cè)溫系統(tǒng)的研究[D];中南大學(xué);2004年

4 曾佳;大型電站燃煤鍋爐爐內(nèi)燃燒過程檢測(cè)試驗(yàn)研究[D];華中科技大學(xué);2004年

5 張生富;高爐風(fēng)口回旋區(qū)輻射圖像溫度場(chǎng)的數(shù)字化研究[D];重慶大學(xué);2005年

6 鄭超凡;電站鍋爐三維溫度場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可視化軟件編程及實(shí)驗(yàn)研究[D];華中科技大學(xué);2005年

7 祝凌風(fēng);電站鍋爐過熱汽溫控制策略的改進(jìn)研究[D];華中科技大學(xué);2005年

8 劉智;基于輻射能信號(hào)的300MW直流鍋爐優(yōu)化控制系統(tǒng)的研究和應(yīng)用[D];華中科技大學(xué);2006年

9 祖春光;電站鍋爐燃燒穩(wěn)定性及經(jīng)濟(jì)性診斷、分析與應(yīng)用[D];華中科技大學(xué);2006年

10 周斌;代數(shù)重建算法的改進(jìn)與應(yīng)用研究[D];西北大學(xué);2008年

【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 王補(bǔ)宣,李天鐸,吳占松;圖象處理技術(shù)用于發(fā)光火焰溫度分布測(cè)量的研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);1989年04期

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 邱淑榮;竇春玉;婁春;周懷春;;縱火體燃燒三維溫度場(chǎng)檢測(cè)研究[J];火工品;2013年05期

2 謝軍;蔣宗榮;;稀土永磁同步發(fā)電機(jī)三維溫度場(chǎng)有限元計(jì)算[J];中小型電機(jī);1989年04期

3 黃學(xué)良,胡敏強(qiáng),周鶚;電機(jī)三維溫度場(chǎng)新的有限元計(jì)算模型[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);1998年02期

4 陳瑞球;諸凱;劉斌;魏t

本文編號(hào)：2568654