基于CCD图像的高温蒸汽管道位移测量系统研究

高温蒸汽管道是电站锅炉的核心承压部件,长期处于高温、高压、蠕变、疲劳等恶劣运行环境下。实时监测电站锅炉蒸汽管道的宏观位移并对其安全进行评估,可提高机组运行的安全性和稳定性。本文提出一种基于CCD图像的非接触式高温蒸汽管道位移测量方法,采用直接线性法,利用棋盘格标定板对CCD相机进行标定,标定好的CCD相机获取被测管道上圆形标志物的一系列图像,采用改进的搜索路径SSDA法对采集到的图像进行相关计算,即可实现位移测量。在实验室条件下,设计并搭建了图像位移测量系统,对测量方法进行了验证及性能评价。结果表明:系统相对误差小于0.5%,零点漂移小于0.1 mm,重复性优于0.08%。     

汽轮机叶片动态测量技术的研究与发展

总结了汽轮机叶片动态测量技术的研究状况，分析比较了用于汽轮机叶片动态测量的各种测量方法。非接触测量方法可以实现对整级中的所有叶片进行在线监测，具有接触测量方法我可比拟的优点。采用激光对叶片振动进行动态测量具有良好的发展前景。     

基于图像处理的非接触式高温测量方法的进展

叙述了几种在高温测量领域常用的基于光电检测技术和图像处理技术的非接触式高温测量方法，对它们的原理和测量方法进行了分析、比较。基于辐射原理的非接触测量方法，技术成熟、简单方便、抗干扰能力好；光谱诊断技术测温法有具有：高的时间空间分辨率以及高光谱分辨率；干涉法测温能实时反映燃烧温度场的动态变化过程，经图像处理后能得到精确的高温温度场。这些方法不但不受酸、碱等环境约束，还能实时、准确地进行温度场测量，很有发展前途。     

短管道中平均气体流速测量系统的原理与应用

短管道气体流量的高精度低阻力可靠在线测量是实现四角切圆煤粉燃烧锅炉燃烧优化的基础条件。提出了基于伯努利流体动压测量原理,采用格栅整流、感压孔管道全截面分布、大腔体均压的测量实现方法。从数学上证明了可以利用平均压力的概念进行流量计算,分析了引压的阻力条件及其对格栅数量的要求,进而利用一次元件增大动静压差,开发了气体、气一固两相流体管道平均气体流速测量装置。工程应用得到了良好的效果,表明该测量方法具有广泛的应用前景。     

电站锅炉烟气成分检测的新方法研究

电站锅炉尾部烟气成分检测是指导锅炉高效生产和低碳排放的重要手段，但高温、成分复杂的特殊测量环境导致锅炉烟气成分的测量成为一个难题。应用微积分推导出光吸收度与气体浓度的定量关系，并对激光测量原理和可调谐二极管激光器吸收光谱技术(简称TDLAS)进行了深入研究，提出了在锅炉尾部烟道这样的非均匀介质环境中气体浓度测量的新方法。从电厂实际测量结果可以发现，激光测量方法具有精度高，安全可靠等优点，具有很好的应用前景。     

发射率结合辐射光强实时测量高温辐射源2维温度场

提出了一种由光纤光谱仪与黑白CCD相机构成的新型实时在线高温温度场测量系统.该系统用光纤光谱仪和黑白CCD相机同时测得高温辐射源的真实发射率和光强场,然后根据发射率和光强场计算得到高温辐射源的温度场.利用该系统对高温发光物体——卤素灯灯丝的温度场进行测量,得到了不同电压值下卤素灯灯丝的温度场分布图,并将所得温度场的最高温度与相应工况下发射光谱法测量得到的最高温度进行比较.结果表明:两者相对偏差在5%以内;所提出的测量方法既弥补了发射光谱法不能获得场分布的缺陷,又避免了比色法测温中单色波长带宽和发射率瞬时变化带来的误差,是一种有效的温度场测量方法.     

基于非接触式静电传感阵列的二维流化床气泡参数测量

实现流化床内气泡参数实时在线测量与表征,对深入了解流化床内气固流动特性以及反应过程调控具有重要意义。本文提出一种非接触静电传感阵列的气泡参数测量方法,通过静电传感器结合互相关法测量气泡上升速度,进一步利用气泡流经传感器的时间差,可获得气泡直径。开发了非接触式多路检测系统,并在二维流化床上开展了气泡特性实验研究。结果表明：静电传感器阵列结合互相关技术可实现在流化床内气泡上升速度、直径的同时测量;不同工况下,二维流化床中气泡的流动特性基本满足Davidson半经验公式,气泡的上升速度与流化风速及气泡直径的平方根成线性关系。非接触静电传感阵列对气泡流动不产生干扰,在表征流化床内部气泡流动特性具有重要的工程应用价值。     

电力变压器短路电抗在线测量方法研究

电力变压器的短路电抗是设计及运行过程中表征变压器本体抗短路电流冲击能力的重要参数。本文分析了基于电气量特征的短路电抗在线测量方法及对变压器运行状态进行实时监测的可行性,研究了基于变压器励磁电流补偿法和消去法的两种短路电抗在线测量方法的原理,推导了计算公式。动模实验在线测量结果与离线短路实验结果的比较表明了两种方法的正确性和有效性。     

Bubble小波在高温熔体图像分割中的应用

在基于CCD图像传感器构成的高温测量系统中，为了计算高温目标的温度场，必须将高温目标图像与其背景图像准确分割。把通常用于图像边缘检测的小波模极大值取阈值法直接应用于目标图像的分割，设计一种基于Bubble小波变换的高温熔体图像分割算法，实验结果表明能快速准确地分割出目标图像，有很强的实用性。     

电力变压器短路电抗在线测量方法研究

电力变压器的短路电抗是设计及运行过程中表征变压器本体抗短路电流冲击能力的重要参数.本文分析了基于电气量特征的短路电抗在线测量方法及对变压器运行状态进行实时监测的可行性,研究了基于变压器励磁电流补偿法和消去法的两种短路电抗在线测量方法的原理,推导了计算公式.动模实验在线测量结果与离线短路实验结果的比较表明了两种方法的正确性和有效性.     

循环流化床内局部颗粒混合特性的研究

为了研究流化床内固体粒子的混合特性，从固体粒子运动速度的脉动特性和浓度分布出发，提出了局部颗粒混合因子的概念及数学模型。并利用高速摄影CCD和相关分析等图像处理方法对该模型进行了试验验证和分析。从试验结果来看：混合因子的分布与粒子混合的剧烈程度有较好的对应关系，描述了流化床投影面上粒子的混和特性。在实现上，计算混合因子所需要的信息全部来自粒子运动图像，属于非接触测量，易于在线分析。因此，该因子可以作为一个定性参数来描述流化床内局部区域粒子的混合特性。图6参11     

循环流化床内局部颗粒昆合特性的研究

为了研究流化床内固体粒子的混合特性,从固体粒子运动速度的脉动特性和浓度分布出发,提出了局部颗粒混合因子的概念及数学模型.并利用高速摄影CCD和相关分析等图像处理方法对该模型进行了试验验证和分析.从试验结果来看:混合因子的分布与粒子混合的剧烈程度有较好的对应关系,描述了流化床投影面上粒子的混和特性.在实现上,计算混合因子所需要的信息全部来自粒子运动图像,属于非接触测量,易于在线分析.因此,该因子可以作为一个定性参数来描述流化床内局部区域粒子的混合特性.图6参11     

W型火焰锅炉炉膛温度场的可视化试验研究

使用火焰辐射图像探测系统探测炉膛空间发射到镜头各像素的辐射能量，然后从能量传递和平衡的角度，由所得图像重建空间的温度场。在300MW机组W型火焰炉进行了炉膛二维断面温度场可视化重建试验。试验在炉膛壁面布置4个CCD火焰探测器，采用计算机图像采集处理技术获取炉膛火焰辐射图像，通过对火焰辐射图像的处理以厦相关算法，重建炉膛断面温度分布、可动态反映火焰断面温度水平、火焰中心的偏穆和火焰刷墙等燃烧异常工况。断面温度场可视化结果刷新一次的时间不超过5S，满足在线监测的要求。     

一种基于Mask R-CNN和分水岭算法的岩石颗粒图像分割方法

针对传统的岩石颗粒图像分割方法存在过分割、欠分割、需要人工调整大量参数等问题，提出了一种基于Mask R-CNN和分水岭算法的岩石颗粒图像分割方法，首先利用改进的CNN方法防止大块岩石出现过分割，接着使用提出的算法R对CNN分割出来的掩码图像和原图像进行融合，最后利用改进的分水岭算法对融合后的图像进行分割，在避免过分割的同时防止细骨料区域出现欠分割。将此方法与传统的颗粒图像分割方法应用于某堆石坝工程中，结果表明该方法有效避免了传统方法中存在的问题，实现了岩石颗粒图像的实时、精准分割，应用效果较好。     

基于图像处理的光伏局部阴影区域分割方法

为解决真实场景中光伏组件局部阴影区域分割受环境干扰的问题,该文提出基于图像处理的光伏局部阴影区域分割方法。根据光伏组件特征用改进的阈值分割方法提取组件边框,采用Hough变换检测组件边框线段,计算包围边框线段端点的最小凸包作为感兴趣区域。在感兴趣区域内再次使用改进的阈值分割方法提取局部阴影区域。用模拟仿真图像和真实场景图像验证该文所提方法的有效性,实验结果表明：所提方法可准确分割出光伏组件上的局部阴影区域且保持了遮挡区域的细节信息。与多阈值分割方法和基于Canny边缘检测的分割方法相比,该文所提方法的错误分类误差更小,类别像素准确率更高。     

Micro_PIV三维测量图像处理及优化研究

Micro-PIV是一种重要的微尺度流动测速技术,可获得示踪颗粒速度和绘制流体速度场.在实验室已有显微测量技术基础上,发展了Micro-PIV三维测量图像处理技术,并对图像处理进行了优化和修正.颗粒图像中心二维坐标的精确性关键在于如何根据图像中心主要特征进行识别定位.荧光颗粒的三维识别是基于颗粒衍射图像随离焦量变化而变化,通过待测实验图像与数值模板的匹配实现Micro-PIV三维测量,数值图像的离焦量就是实验图像的离焦量.在分析实验图像和数值模板基础上分别对实验图像进行预处理和对数值模板进行修正,使得实验荧光颗粒图像与数值模板匹配效果更好.     

水利工程三维模型试验变形的数码摄影监测

在水利工程隧道三维立体模型观测面设置测量标点,采用数码相机监测模型试验过程,通过数码图像识别监测物体变形前后标记点的变形数据。基于BP神经网路的图像识别,对某隧道施工开挖、加固过程进行三维地质力学模型试验,取得了满意的观测结果,为三维力学模型试验收敛变形观测提供了一种新方法。     

基于工控机的摩托车车速表检测系统研制

本文通过对摩托车车速表检测原理进行分析,给出了以工控机为核心的车速表检测系统的硬件和软件实现方法。提出了一种基于光电编码器的高精度测速方法,并针对编码器脉冲不均匀对测速精度造成的影响提出了一种软件处理方法,很好的提高了测量精度。     

Input Estimation Method in the Use of Electronic Device Temperature Prediction and Heat Flux Inverse Estimation

The input estimation method (IEM) is proposed in this research to estimate the real-time time-variant core heat flux of electronic components. The IEM is an on-line real-time estimation method, which combines the Kalman filter mechanism and recursive least-square estimation (RLSE). On the premise that there exists both system processing error and measurement error, using temperature measurements measured from the exterior of the device package, the core time-variant heat flux of the device can be precisely estimated inversely.     

基于图像处理的小型水库水位测量方法

针对目前水位测量方法中传统水尺需人工读数,雷达、超声波等水位自动化测量仪器需持续投入较高维护费用的问题,提出了一种基于图像处理技术的水位检测方法。首先人工采集并处理布设有标识物的大坝上游面图像,得到标识物在图像中的坐标位置及空间几何尺寸等参数;然后基于透视原理对坝坡图像进行透视变换,采用图像增强、带标记的分水岭分割等图像处理方法,自动检测识别大坝上游面水位线;最后根据几何相似原理推导出水位计算公式。试验结果表明,与人工检测的水位线结果对比,采用图像处理方法得到的水位线误差较小,可为多数小型水库水位的自动化测量提供一种新手段,在水库日常安全管理中具有应用推广价值。